钢纤维活性粉末混凝土耐久性能研究

试验选用粉煤灰部分取代硅灰,用天然河砂取代石英和石英粉,利用本地原材料制备RPC,并研究其抗收缩、抗氯离子渗透、耐磨性及抗渗性等耐久性能。研究证明钢纤维RPC具有极佳的耐久性。     

客运专线薄板结构RPC配合比设计研究

客运专线工程利用RPC的超高强度、高韧性和高抗拉强度生产人行道挡板、盖板等薄板结构,RPC组份一般包括水泥、石英砂、钢纤维、专用掺合料和减水剂,导致RPC成本偏高。本文通过在哈大客专铁路工程中进行的薄板结构RPC配合比试验研究,确定影响RPC活性粉末混凝土质量的主要因素,建议用河沙取代石英砂,硅灰取代特殊掺合料,确定薄板结构RPC配合比。     

生态型RPC材料的力学性能及微观机理研究

用超细工业废渣取代60%的水泥,用普通黄砂取代磨细石英砂制备生态型RPC材料.生态型RPC材料的各项静态力学性能达到国际上RPC200的水平,抗压强度、抗弯强度和断裂能分别为200MPa、60MPa和30 kJ/m2.生态RPC具有优异的动态力学性能,极限应力随着应变率的提高而提高.钢纤维的加入提高了材料的韧性,大大减少了材料在冲击荷载下的破坏程度.通过X射线衍射和环境扫描电镜观测从基体和纤维2个角度揭示了生态RPC材料超高性能的微观机理.     

利用电解锰渣制备活性粉末混凝土的研究

研究了电解锰渣取代石英粉或矿渣微粉对活性粉末混凝土(RPC)强度、收缩率和重金属浸出毒性的影响。结果表明:电解锰渣部分取代石英粉或矿渣微粉,RPC的抗压强度总体上有所提高,而抗折强度稍有下降;干缩率与湿胀率均降低;重金属浸出浓度均低于Ⅴ类地表水限值。     

活性粉末混凝土配制技术的试验研究

首先研究了各种减水剂和配合比设计对活性粉末混凝土(RPC)性能的影响。试验对水胶比以及硅灰、粉煤灰、磨细石英粉和钢纤维等原材料的掺配比例对RPC的抗折强度、抗压强度和流动性的影响规律进行了研究。结果显示,掺入粉煤灰取代部分水泥用量,可较好地改善RPC的强度和工作性能。最后提出了一种通过热水养护,抗压强度可以超过200MPa的超高强混凝土。     

掺花岗岩粉RPC的力学性能及微观结构研究

通过测试不同花岗岩粉取代率的RPC在标准养护制度下力学性能的变化规律及微观结构的变化,研究了不同花岗岩粉取代率对RPC力学性能及微观结构的影响。结果表明,在标准养护条件下,随着花岗岩粉取代率的增加,与未取代的对比组相比较,RPC的力学性能能够满足取代前的要求;花岗岩粉完全取代石英粉标准养护28d后,只掺花岗岩粉的RPC组与只掺石英粉的基准组RPC,水化产物的微观形貌均以长度约3μm的针棒状CS-H为主,两者的水化产物Ca/Si相差很小;标准养护RPC的孔结构以无害孔、少害孔为主。     

原灰掺量对铁尾矿RPC性能影响的研究

利用粉煤灰原灰代替硅灰,采用铁尾矿砂为细骨料替代磨细石英砂,制备了环保型铁尾矿RPC,研究了粉煤灰、硅灰等矿物外加剂对RPC性能的影响。研究表明:使用粉煤灰原灰取代硅灰后,随粉煤灰原灰掺量的增加,拌合物的流动性明显提高。蒸养与标养条件下的试件抗压、抗折强度均呈现先增大后减小的趋势。当粉煤灰原灰代硅灰百分量为30%时,90℃蒸养3 d条件下,铁尾矿RPC的抗压强度可达到175 MPa,抗折强度达到27 MPa;标养28 d条件下,铁尾矿RPC的抗压强度为140 MPa,抗折强度达到32 MPa。     

活性粉末混凝土的抗裂性研究

应用福建省地区的常见原材料配制活性粉末混凝土（RPC）,利用自制混凝土抗裂性能快速测定仪分析自然养护条件下水胶比、钢纤维掺量对RPC抗裂性能的影响,以得到抗裂性能突出、又兼备较好的力学性能和工作性能的RPC配合比。并根据开裂时间,或RPC拉应力值与RPC抗折强度的比值,建立快速评估RPC抗裂性能的方法,提出抗裂指标,为...     

基于电通量法的HFRPC抗氯离子渗透性能研究及微观分析

为了研究混杂纤维活性粉末混凝土(HFRPC)抗氯离子渗透能力,通过在活性粉末混凝土(RPC)体系中混掺或单掺玄武岩纤维、聚丙烯纤维,采用ASTM C1202的电通量法分析研究了纤维对RPC抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,单聚丙烯纤维掺量为0.8 kg/m~3时,RPC抗氯离子渗透性能最高,混掺纤维RPC的抗氯离子渗透性能低于单掺纤维的RPC,但均高于素混凝土的抗氯离子渗透性能。通过扫描电子显微镜(SEM)从微观上分析了基体内部微细裂纹对RPC抗氯离子渗透性能的影响,证实了基体内部、纤维与基体的黏结界面处微细裂纹为影响RPC抗氯离子渗透性能的关键因素。     

基于神经网络的活性粉末混凝土梁抗剪承载力预测

为了探讨将反向传播(BP)神经网络用于活性粉末混凝土(RPC)简支梁抗剪承载力预测上的有效性,利用14根高强钢筋RPC梁抗剪破坏试验结果,对影响RPC简支梁抗剪承载力的4个主要因素进行了分析,创建了RPC梁抗剪承载力BP神经网络预测模型,并验证了该模型的可靠性。利用该模型分析了不同参数对高强钢筋RPC梁抗剪承载力的影响效应。研究结果表明:当剪跨比大于3时,剪跨比对RPC梁的抗剪承载力影响趋向于平缓。随着纵筋率的提高,RPC梁的抗剪承载力提高,且剪跨比越小这种影响越明显。配箍率对大剪跨比RPC梁抗剪承载力的提高效率要高于小剪跨比RPC梁。     

复掺纤维活性粉末混凝土高温力学性能研究

通过复掺纤维的活性粉末混凝土(RPC)高温试验,研究了复掺纤维的活性粉末混凝土高温物理变化及力学性能变化规律。试验结果表明,随着温度增加,RPC表观颜色经历青灰色→微褐色→棕褐色→深褐色→灰褐色→灰白色的变化,表观裂缝数量由少量→较多→大量,此物理变化可为RPC结构火灾现场过火温度判断提供参考。随着温度的升高,复掺纤维的RPC抗压强度、抗拉强度、抗折强度均先增大后降低,其中,抗压强度、抗拉强度、抗折强度的临界温度分别为300℃、100℃、100℃。钢纤维、聚丙烯纤维的复合掺入有效提高了RPC高温后相对抗压强度、相对抗拉强度、相对抗折强度,钢纤维掺量为2%、聚丙烯纤维掺量为0.1%时,RPC有着较好的抗压、抗拉、抗折强度,同时RPC高温力学性能得到增强。     

含废弃玻璃粉活性粉末混凝土的抗折性能研究

研究了玻璃粉作为矿物掺合料替代部分水泥配制活性粉末混凝土(RPC)以及对其抗折性能的影响。测试和分析了玻璃粉细度、掺量以及养护温度对RPC抗折强度的影响;采用数理统计分析方法进行数值处理,得到玻璃粉细度、掺量以及不同养护温度与RPC抗折强度间的多元线性回归方程,分析3个因素的影响规律。试验结果表明,玻璃粉可作为矿物掺合料用于制备RPC,并能提高其抗折强度;当玻璃粉研磨1 h、掺量为10%、养护温度为80℃时,制得的RPC抗折强度最高。     

蒸养参数对活性粉末混凝土抗氯离子渗透性的影响

基于国内外研究现状,对RPC制备过程中蒸汽养护制度进行设计,分析了不同蒸养参数对RPC抗折强度和抗氯离子渗透性的影响。结果表明,静养时间16 h以上能得到性能较好的RPC,升温速度不高于20℃/h较为有益,升高恒温温度可提高RPC的抗折强度和抗氯离子渗透性。     

活性粉末混凝土的耐久性研究

对配制的活性粉末混凝土(RPC)进行了耐久性研究。得到RPC混凝土在热养护后14d内强度有倒缩现象,并存在着较大的化学收缩和干缩。RPC混凝土水胶比为0.21时,抗氯离子渗透能力要比高强度(HSC)混凝土水胶比为0.25时的大得多,RPC混凝土的抗化学侵蚀能力要比HSC混凝土大。RPC混凝土具有抗液氮冻融的能力。     

骨料和外加剂对活性粉末混凝土强度影响的试验研究

为研究各配制参数对活性粉末混凝土28 d抗压强度与抗折强度的影响,依据GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》,共设计了18组不同配合比的100 mm×100 mm×100 mm混凝土试块,以骨料品种、骨料级配、粉煤灰、缓凝剂、矿物添加剂等为参数,测定其3～28 d的抗压与抗折强度.研究表明:在RPC配合比设计中,细骨料用石英砂替换一部分标准砂,有利于强度的提高;其中石英砂的占比越高,强度越高,当石英砂全部替代标准砂时,RPC强度最高;考虑颗粒间的填充密实与RPC的抗压与抗折强度,建议石英砂的骨料级配选用中+细+特细的组合;粉煤灰与硅粉复合掺入时,其粉煤灰的最佳掺量为20％;缓凝剂延缓了RPC的初凝时间,但同时造成了RPC抗压强度和抗折强度降低,混凝土拌合物的和易性变差;矿物添加剂可以改善混凝土拌合物的施工性能,降低黏度,提高坍落度,同时可以一定程度地提高RPC的抗压强度和抗折强度.     

生态型RPC材料的动态力学性能

以质量分数为 5 0 %～ 6 0 %的超细工业废渣取代水泥 ,以普通黄砂取代磨细石英砂 ,制备了两个不同配比的生态型RPC材料 ,利用分离式Hopkinson压杆装置研究了应变速率、纤维掺量和基体组成对ECO RPC各项动态力学性能及破坏形态的影响。结果显示 ,生态RPC材料具有应变率强化效应、峰值荷载及破坏应变随应变率的提高而增加。纤维增强的生态RPC材料的各项动态力学性能优于RPC基体 ,且在破坏过程中表现出极大的韧性和延性。多元超细工业废渣的复合效应优化了基体微观结构 ,增强了纤维与基体的界面粘结 ,促进了破坏形态从脆性向韧性的转化。     

纤维对自密实活性粉末混凝土强度的影响

研究了不同掺量钢纤维、聚丙烯纤维对自密实活性粉末混凝土(RPC)力学性能的影响.结果表明:钢纤维的掺入提高了自密实RPC的抗压和抗折强度,尤其对抗折强度的提高非常明显,7 d抗折强度最大可提高95%,28 d抗折强度最大可提高73%;聚丙烯纤维可以提高自密实RPC 7 d抗折强度,最大可提高13%,但对抗压强度以及28 d抗折强度却起削弱作用;混杂纤维主要能提高自密实RPC的7 d抗折强度,最大可提高82%;纤维的掺加大都能降低自密实RPC的压折比,并提高其峰值荷载变形和断裂变形.     

不同活性掺合料RPC抗氯离子渗透性能试验研究

为了研究不同活性掺合料的活性粉末混凝土(RPC)在不同养护温度条件下的抗氯离子渗透性能,利用NEL试验法,分别对4组不同温度、不同活性掺合料的RPC试件进行氯离子扩散系数测定。结果表明,RPC优异的微观结构使其具有良好的抗氯离子渗透性能;在相同养护温度下,不同活性掺合料替代硅灰比例相同时,RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为:粉煤灰石英砂微硅粉;同一种活性掺合料替代相同比例硅灰时,高温养护的RPC试件,其抗氯离子渗透性能明显优于常温养护的RPC试件。     

河砂玄武岩纤维RPC的配合比设计及验证

以河砂最紧密堆积空隙率为基础,提出了一种活性粉末混凝土(RPC)的配合比设计方法,并进行了试验验证和配合比优化。结果表明,河砂RPC的流动度随浆体富余系数的增大而增大,随水胶比的降低而减小;河砂RPC的抗压强度随浆体富余系数增大和水胶比的降低而增大;河砂RPC的抗折强度受浆体富余系数和水胶比的影响较小。胶凝材料的比例对河砂RPC各个性能的影响大小是:流动度抗压强度抗折强度。掺入玄武岩纤维后,河砂RPC的抗压、抗折和劈裂抗拉强度均不同程度增大,但随着水胶比的降低,纤维对RPC力学性能提升的效果减弱。试验制备出了满足GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》要求的RPC120和RPC140。     

钢纤维掺量对活性粉末混凝土断裂性能的影响

采用三点抗弯试验,研究了不同钢纤维掺量对活性粉末混凝土（RPC）抗断裂性能的影响;通过扫描电镜（SEM）对钢纤维与RPC基体的黏结情况进行了研究;通过拉拔试验得到了钢纤维与RPC基体的界面黏结强度.结果表明：对于素RPC,其脆性大,断裂能值低,蒸养使其脆性增加;掺加钢纤维后,蒸养可改善钢纤维与RPC基体的界面过渡区,增加界面黏结强度,使钢纤维被拔出需要消耗更多的能量,从而提高了RPC的抗断裂性能,与钢纤维掺量为1%（体积分数）相比,当其掺量为2%时,蒸养对提高RPC抗断裂性能的作用不显著.