活性粉末混凝土制备原理及其基本力学性能研究

发布时间：2020-10-13 03:37

　　 活性粉末混凝土(RPC)是一种超高性能混凝土,其具有较高的强度、良好的韧性以及优异的耐久性,在我国未来基础设施建设领域具有广阔的应用前景。自上世纪90年代末起,我国学者对RPC的制备和力学性能进行一定研究,取得了较多的研究成果,但制配方法不统一,试件尺寸范围跨度较大,高强度需要通过高温养护来实现,不便于工程应用。2015年国家标准《活性粉末混凝土》GBT31387-2015对RPC的制配以及试验方法进行了统一规定,本文基于新的国家标准,对RPC的制配、抗压和抗弯力学性能进行试验研究,所得结论可为RPC的工程应用提供参考。论文主要研究内容包括四个方面:(1)基于本地区原材料,按照紧密堆积理论,通过大量试配试验,不断优化配合比设计;总结制配方法,优化制配工艺和养护制度,提出RPC最优配合比和通用制备方法。(2)通过立方体抗压试验,研究养护制度、龄期、水胶比、钢纤维掺量、硅灰掺量、石英粉掺量、砂胶比等因素对RPC抗压强度的影响规律,基于鲍罗米公式,提出RPC抗压强度计算模型;研究RPC轴心受压破坏特征,建立其在不同配合比下的应力-应变曲线,分析不同因素对RPC峰值应变、弹性模量和泊松比的影响规律。(3)进行了RPC抗弯力学性能试验,分析了其破坏特征和抗折强度,探讨不同因素的影响规律;通过试件在不同钢纤维掺量下的荷载-挠度曲线,研究RPC受弯韧性和耗能能力,对评价混凝土弯曲韧性的两种方法(弯曲韧度法和剩余强度法)进行了分析比较。(4)基于试验数据,分析RPC变异系数与抗压强度的关系,对RPC的抗压强度等级进行了划分,建立立方体抗压强度、轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量等相关指标参数的函数关系,并由目标可靠度得到材料分项系数,提出不同强度等级下各类指标参数的取值。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

如图 1 所示。在国内，青藏铁路的桥梁人行道板[12]，迁曹铁路上 T 形截面梁，蓟港铁路中 T 形截面梁[13~14]，RPC 材料的应用，使得这些结构的承载能力、抗冻融能力、抗震性能都得到了大幅度提高。总的来说，国内工程应用还比较少，一方面，由于材料基本力学性能的研究还不够完善，相关的设计规范还没有颁布，另一方面，由于本身具有较高的造价，也进一步限制它的应用，同时国家十三五规划中也明确提出，要推进建筑的工业化生产，大力促进装配式建筑的发展，加大推进城市地下管廊的建设，可见，未来 RPC 材料在我国有着广阔的应用前景。(a)加拿大 Sherbrooke 人行桥 (b)日本 Sakata-Mirai 人行桥

试配过程中也进行了大量的调试试验，确定了活性粉末混凝土的配材料和配合比设计的基本原则材料的选用性粉末混凝土本身所具有优异的力学性能和良好的耐久性，必然要料选用更为严格，同时 RPC 的配合比设计也对改善 RPC 内部匀质及微观结构极为关键。前活性粉末混凝土的材料组成一般有：水泥、硅粉、石英粉、级配、高效减水剂、水等，选用的主要材料如图 2.1 所示。2.5 水泥 (b) 硅粉 (c) 石英粉 (d) 钢纤

(b) 养护后表面对比图 2.5 添加引气剂试块与普通试块的对比（3）早强剂由试验环境适量添加，目的为尽早脱模养护，有利于前期强度的加，试验选用的早强剂可以使脱模时间缩短至 12h。.4 制备设备、搅拌工艺及养护制度.4.1 制备设备强制式单卧轴混凝土搅拌机：主轴转速 60 转/分，最大搅拌容量 60L。振动：混凝土试验用振动台，振幅为 2mm，振动频率为 50HZ。恒温水箱：温度量 0℃~100℃。如图 2.6 所示。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 贺奎;王万金;贾方方;路振宝;刘俊元;孔德成;;不同腐蚀条件下活性粉末混凝土的抗弯性能[J];混凝土与水泥制品;2016年02期

2 吕雪源;王英;符程俊;郑文忠;;活性粉末混凝土基本力学性能指标取值[J];哈尔滨工业大学学报;2014年10期

3 贾方方;贺奎;安明喆;王二坡;路振宝;;粗合成纤维活性粉末混凝土抗弯韧性试验[J];建筑科学与工程学报;2014年03期

4 邓宗才;周冬至;Jumbe R.Daud;;混掺纤维对改善活性粉末混凝土弯曲韧性的试验研究[J];混凝土;2014年04期

5 邓宗才;师亚军;曹炜;;聚烯烃粗合成纤维混凝土抗弯韧性试验[J];建筑科学与工程学报;2013年01期

6 刘数华;刘显军;张洁;;基于正交试验的活性粉末混凝土配合比设计[J];公路;2013年02期

7 钟铁毅;刘志东;闫志刚;季文玉;安明喆;;铁路32m预应力活性粉末混凝土低高度梁力学性能研究[J];中国铁道科学;2012年06期

8 郝文秀;徐晓;;钢纤维活性粉末混凝土力学性能试验研究[J];建筑技术;2012年01期

9 鞠彦忠;王德弘;李秋晨;贾玉琢;肖琦;;钢纤维掺量对活性粉末混凝土力学性能的影响[J];实验力学;2011年03期

10 余自若;安明喆;郑帅泉;;活性粉末混凝土疲劳后剩余抗压强度试验研究[J];建筑结构学报;2011年01期

相关博士学位论文 前2条

1 贾方方;钢筋与活性粉末混凝土粘结性能的试验研究[D];北京交通大学;2013年

2 张明波;基于承载力控制的预应力RPC梁设计理论研究[D];北京交通大学;2009年

相关硕士学位论文 前5条

1 罗华;圆钢管活性粉末混凝土短柱轴压受力性能研究[D];北京交通大学;2011年

2 徐飞;钢纤维活性粉末混凝土抗火性能试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 吴捧捧;自密实钢管RPC柱基本力学性能研究[D];北京交通大学;2010年

4 余清河;活性粉末混凝土的性能研究[D];长沙理工大学;2008年

5 谭彬;活性粉末混凝土受压应力应变全曲线的研究[D];湖南大学;2007年

本文编号：2838682