活性粉末混凝土的研究與應(yīng)用進展

鞠彥忠，王德弘，張 超

(1.東北電力大學 建筑工程學院，吉林 吉林132012;2.空軍房管局濟南房管處，濟南250000)

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，RPC)是 1993 年法國 Bouygues 公司的 Richard P［1，2］等人根據(jù)線性堆積密度模型(linear packing density model，LPDM)和可壓縮堆積模型(compressive packing model，CPM)和纖維增強材料技術(shù)發(fā)展形成的一種新型超高強度超高性能的高致密水泥基復合材料。RPC具有高強度、高韌性、高耐久性及高體積穩(wěn)定性等特點。和常規(guī)混凝土相比，活性粉末混凝土的主要改進包括以下幾點:1)去除了粗骨料，優(yōu)化了顆粒粒徑分布，以改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性，減少材料的內(nèi)部缺陷;2)使用與活性組分相容性良好的減水劑，以降低水膠比;3)摻加細短鋼纖維，提高了RPC的韌性和延性;4)通過熱養(yǎng)護來加速活性粉末的水化反應(yīng)，促進細骨料與活性粉末的反應(yīng)，改善微觀結(jié)構(gòu)。

目前被研究的RPC材料的抗壓強度可達170～800 MPa，抗折強度與彈性模量分別高達30 MPa和50～60 GPa，斷裂能達到40000 J/m2。由于混凝土內(nèi)部孔隙率很小，所以RPC有著優(yōu)良的抗氯離子滲透、抗碳化、抗腐蝕、抗?jié)B、抗凍及耐磨等耐久性。更為重要的是，摻加微細的鋼纖維后能顯著提高其延性，其延性可達普通混凝土的250倍，極限拉應(yīng)變可達1%［1，2］。優(yōu)越的力學性能、耐久性及環(huán)保性能，使RPC在土木、礦山、核電、市政、海洋以及軍事工程領(lǐng)域中有非常廣闊的應(yīng)用前景。

1 RPC材料研究

活性粉末混凝土自上世紀90年代在法國研制成功以來，受到了世界各國專家學者的關(guān)注，目前活性粉末混凝土已成為國際工程材料領(lǐng)域一個新的研究熱點。雖然RPC的研制與應(yīng)用已有成功的先例，但是從原材料到制備工藝、試驗研究、實踐應(yīng)用以及RPC的各種性能及其產(chǎn)生機理，仍有很多問題，例如RPC制備工藝較其它混凝土復雜，成本較高;RPC的制備、養(yǎng)護還沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標準，RPC的本構(gòu)關(guān)系至今仍無明確公認的力學計算模型等。所以目前對于RPC的研究，很多還是針對RPC材料的制備技術(shù)，力學性能及耐久性的研究。

1.1 RPC材料制備技術(shù)研究

文獻［1，2］介紹了RPC的制作原理和生產(chǎn)過程。A.Cwirzen［3］等對RPC的最佳配比進行了研究，獲得了具有較好使用和易性的RPC。鞠彥忠［4，5］等對RPC200的制備進行系統(tǒng)的研究，設(shè)計了7組不同的RPC配合比，分別測定了抗壓強度和抗折強度，研究了水膠比、鋼纖維含量及種類、養(yǎng)護制度等因素對RPC力學性能的影響，并對比較分析，確定了RPC的最佳配合比及適合的制備養(yǎng)護制度。Lee［6］等對鋼纖維增強強度和韌性的規(guī)律及鋼纖維作用機理進行了分析。結(jié)論表明，加入鋼纖維后，RPC試件的破壞形態(tài)由脆性破壞轉(zhuǎn)化為延性破壞。

國內(nèi)外目前對RPC的研究主要著重于其綜合性能的優(yōu)化，如兼顧考慮機械性能、耐久性以及生產(chǎn)成本等。Halit Yazici［7，8］等對含摻合料RPC的制備技術(shù)及性能進行了研究，試驗結(jié)果表明:通過使用礦物摻合料(高爐礦渣和粉煤灰)部分替代水泥，提高硅灰和礦物摻合料在RPC中的含量，可以降低RPC的收縮變形，提高其抗壓強度和韌性。高壓蒸氣養(yǎng)護能更好地改善RPC的水化過程，提高其強度。A.Zenati［9］等用阿爾及利亞當?shù)刎S富的河砂資源配制了RPC，并研究了不同摻合料含量對RPC和易性的影響。洪啟哲［10］等對高鋁活性粉混凝土的開發(fā)進行了試驗研究。通過加入高鋁材料，在一般養(yǎng)護方式下，得到了齡期28 d抗壓強達到184 MPa，彈性模達到66 GPa的早強RPC材料，該材料還具有耐火性好等優(yōu)點。孫偉［11］等對綠色活性粉末混凝土的制備過程以及其靜、動態(tài)行為進行了研究。研究結(jié)果表明使用硅灰、粉煤灰以及、礦渣取代50% -60%水泥，用天然的河沙完全取代超細石英粉同樣可以制得抗壓強度達到200 MPa以上的活性粉末混凝土。劉娟紅［12］等研究了養(yǎng)護對礦物細粉RPC性能的影響，試驗結(jié)果表明:干熱養(yǎng)護能明顯促進鋼渣粉參與水化的進程，使活性粉末混凝土具有更高的強度。謝友均等［13］研制了摻超細粉煤灰的RPC200，其抗壓強度接近250 MPa，抗折強度達到45 MPa。石秋君［14］等通過對16組配合比的碎石RPC的試驗研究，得出了材料的立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、棱柱體試件的靜力受壓彈性模量、棱柱體試件泊松比和峰值應(yīng)變等參數(shù)，最后通過對碎石RPC材料的抗壓力學性能的綜合分析，提出了碎石RPC的最優(yōu)配合比。何峰［15］等運用火山灰效應(yīng)數(shù)值分析方法定量分析了硅灰和石英粉兩種主要組分對RPC抗壓強度貢獻率、強度貢獻數(shù)值以及兩組份的強度貢獻指數(shù)，認為提高硅灰和石英粉含量對RPC強度貢獻顯著。并通過實驗對比研究了標準養(yǎng)護、90℃熱水養(yǎng)護和200℃高溫養(yǎng)護三種養(yǎng)護制度以及熱養(yǎng)護后的靜置室內(nèi)(20℃)和浸入水中(20℃)兩種處理對RPC和不摻或單摻硅灰或石英粉摻合料的混凝土強度的影響。研究發(fā)現(xiàn)熱養(yǎng)護有利于提高RPC的抗壓強度，獲得高強、超高強RPC。

從以上文獻可以看出，國內(nèi)外就RPC材料的配制技術(shù)展開了廣泛的研究，也取得了大量有意義的研究成果。但是，RPC材料在工程中的推廣應(yīng)用的技術(shù)還不成熟，仍然存在很多問題有待克服。如當前RPC的制備工藝、條件仍然比較復雜，成本較高，難以實現(xiàn)大規(guī)模的工程推廣應(yīng)用等。

1.2 RPC基本力學性能研究

為了給RPC設(shè)計提供計算參數(shù)，有必要通過試驗測定其相應(yīng)的基本力學性能。閆光杰［16］根據(jù)加拿大舍布魯克人行橋采用的活性粉末混凝土設(shè)計制作了14組RPC200試件，測得了抗壓強度和抗折強度，分別為168.6 MPa和21.6 MPa。并將用該材料制備的橋梁人行道構(gòu)件用于青藏鐵路橋梁中。吳炎海［17］等人進行了76組不同尺寸立方體試件和12組棱柱體試件的單軸受壓力學性能試驗，研究了活性粉末混凝土的強度標準，探討活性粉末混凝土的基本力學性能指標(峰值應(yīng)變、彈性模量、橫向變形系數(shù)等)與棱柱體抗壓強度之間的關(guān)系，建立了活性粉末混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線上升段方程。鞠彥忠［18］等人通過試驗對RPC的抗壓強度，抗折強度及劈裂抗拉強度進行了研究，對影響RPC力學性能的因素進行了分析，并在試驗分析的基礎(chǔ)上建立了不同鋼纖維體積含量RPC受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的數(shù)學表達式，擬合得到了抗折強度和劈裂強度之間的關(guān)系表達式。試驗結(jié)果表明，水膠比是影響RPC強度的最主要的因素，鋼纖維含量對RPC強度的影響規(guī)律比較復雜，當鋼纖維含量1.0% ～3.5%之間變化時，RPC的抗壓強度、劈拉強度和抗折強度均隨著鋼纖維摻量的增加而增大。當鋼纖維體積含量超過3.5%后，RPC抗壓強度下降，劈拉強度略有提高，而抗折強度仍有明顯的提高。

J.Dugat［19］等人進行了RPC200和RPC800的力學性能試驗，對RPC的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、彈性模量、泊松比、抗折強度、斷裂能等進行了試驗研究，試驗結(jié)果表明，RPC800的彈性模量達66 GPa，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線的線彈性范圍為起點至抗壓強度的60%，斷裂能40 kJ/m2。O.Bonneau［20］等人通過試驗研究了RPC的抗壓強度、抗折強度、彈性模量和斷裂能等力學性能指標，試驗研究表明，RPC不僅具有較高的抗壓強度，而且摻加微細鋼纖維后能顯著提高RPC的抗折強度和吸收能量的能力，PRC200的抗折強度達和斷裂能遠高于HPC。

以上研究表明，目前對于RPC基本力學性能的研究已經(jīng)取得了大量的研究成果，研究者們參照普通混凝土性能試驗方法，對RPC的基本力學參數(shù)進行了測定，得到了RPC抗壓強度、抗折強度、劈裂強度、彈性模量等，推導擬合得到了RPC應(yīng)力-應(yīng)變曲線等。這些研究成果基本上可以滿足設(shè)計中確定RPC基本力學參數(shù)及本構(gòu)關(guān)系的要求，但是，由于RPC的配合比、制備養(yǎng)護等還沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標準，不同配合比下RPC的力學性能可能差別較大，有必要進行RPC力學性能與配合比，制備工藝間關(guān)系的研究。

1.3 動力荷載作用下RPC的力學性能研究

各類建筑物和構(gòu)筑物不但要承受靜力荷載，同時也必須承受來自不同源頭的動荷載作用?；炷潦且环N對荷載速率敏感的材料，研究各種環(huán)境下混凝土的動態(tài)行為對其民用和軍事工程中的應(yīng)用具有很重要的實際意義。

王磊［21］等，Y.S.Tai［22］等采用SHPB分別對素RPC和不同鋼纖維含量RPC的動態(tài)力學性能進行了試驗研究，得出素RPC和鋼纖維RPC的動載抗壓強度隨應(yīng)變率增加的規(guī)律。試驗表明在RPC中摻加鋼纖維較好地提高了RPC的韌性和變形能力。黃育［23］等分別對摻入一定含量的端鉤形鋼纖維、銑削鋼纖維、方直形鋼纖維、波紋形鋼纖維四種RPC混凝土進行沖擊試驗，比較不同形狀的鋼纖維在沖擊韌性中所起到的作用。葛濤［24］等利用125榴彈炮改裝的發(fā)射裝置對RPC和C30鋼筋混凝土制成的靶板做高速侵徹試驗，并通過對比兩種不同材料的試驗結(jié)果分析RPC的抗沖擊力學性能。

賴建中［25］等采用分離式SHPB對不同纖維摻量的RPC材料進行了層裂性能實驗。結(jié)果表明，RPC材料層裂強度和破壞形態(tài)具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，層裂強度和破壞程度隨著應(yīng)變率的提高而增加。王耀華［26］等采用步槍子彈和半穿甲彈進行了新型鋼絲網(wǎng)RPC抗侵徹性能試驗，通過比較靶體的破壞形態(tài)和侵徹深度以確定鋼絲網(wǎng)RPC的抗侵徹性能，同時利用ANSYS/LS-DYNA動力有限元分析軟件對兩種靶體的抗侵徹性能進行數(shù)值計算分析，創(chuàng)建了合理的新型鋼絲網(wǎng)RPC的計算模型。試驗和計算結(jié)果均表明:鋼絲網(wǎng)RPC具有較好的抗局部破壞和抗裂的性能，且具有較高的效費比。余自若［27，28］等對RPC的疲勞特性進行了系統(tǒng)的研究，研究表明:循環(huán)荷載作用下，RPC的疲勞破壞表現(xiàn)為形成單一臨界疲勞主裂紋的破壞形態(tài);RPC的宏觀疲勞損傷過程按宏觀疲勞裂紋演變模式分為裂紋潛伏、裂紋穩(wěn)定擴展和失穩(wěn)破壞3個階段。

以上研究主要是針對于RPC的動力強度與抗裂性能方面，而材料受到?jīng)_擊或爆炸荷載時的吸能、消能能力也是其性能的一個重要方面，動荷載穿越RPC波幅改變量與其力學參數(shù)間的關(guān)系，也都有待于更深入的研究。

1.4 RPC耐久性研究

我國在未來相當長的一段時間內(nèi)，將處于建設(shè)高峰期?；炷敛牧系哪途眯詻Q定著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，因此，研究RPC材料的耐久性具有重大的實際意義。目前，國內(nèi)外學者已對RPC材料耐久性進行了廣泛的研究，主要包括抗凍性、抗碳化性能、抗氯離子侵蝕性能、抗硫酸鹽侵蝕性能、抗化學溶液侵蝕性和耐磨性等幾個方面。

鞠彥忠，汪志［29，30］等為研究RPC各組分與其抗凍性能之間的關(guān)系，通過設(shè)計正交試驗方法，設(shè)計制作了9組RPC試件，參照GBJ82285普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法中抗凍性能試驗的快凍法，對RPC試件進行了100次凍融循環(huán)試驗，探討了水膠比、硅灰水泥比、鋼纖維摻量等因素對普通混凝土和活性粉末混凝土凍融性能的影響。研究表明，RPC具有很好的抗凍融性能，在RPC抗凍融耐久性的諸多影響因素中，水膠比是最主要的影響因素，其次是硅灰水泥比，最后是鋼纖維摻量。

劉斯鳳［31］等按照ASTMC666標準(美國的快速凍融試驗標準)對RPC棱柱體試件做了凍融循環(huán)試驗，用耐久性系數(shù)和質(zhì)量損失率兩個指標來評價混凝土的抗凍性能好壞，凍融循環(huán)次數(shù)600次后，質(zhì)量損失在0.3%左右，接近于0;耐久性系數(shù)也均大于等于100。

安明喆［32］等對RPC和高性能混凝土(HPC)做了抗凍性能、抗碳化性能、抗氯離子滲透性能對比試驗，分別得到了RPC和HPC經(jīng)過50次、100次、150次、200次、250次和300次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失和動彈模量損失，3 d，7 d，14 d，28 d的碳化深度，氯離子擴散系數(shù)，試驗結(jié)果顯示，RPC在經(jīng)過300次凍融循環(huán)后的耐久性系數(shù)仍大于99，28d的抗碳化深度為0，氯離子滲透系數(shù)為0.222。

楊吳生［33］等測定了RPC棱柱體試件抗凍融和抗化學溶液侵蝕性能，試驗表明，經(jīng)300次凍融循環(huán)后其耐久性系數(shù)仍然不小于100，在海水中浸泡的RPC抗壓強度和抗折強度都比浸泡前要高。

未翠霞，宋少民［34］將尺寸為100 mm×100 mm×100 mm的RPC試塊浸泡在硫酸鈉飽和溶液中24 h，再于80℃的烤箱中烘干24 h為一個循環(huán)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10次循環(huán)后質(zhì)量損失僅為1%，20次循環(huán)后質(zhì)量損失維持不變，而且試件的強度一直在增加。劉斯鳳［31］等將RPC試件浸入我國新疆鹽湖鹵水，三個月后測得試件的質(zhì)量損失和動彈性模量損失。試驗結(jié)果表明，三個月內(nèi)RPC試件無質(zhì)量損失，動彈性模量損失在90 d時僅為0.5%左右，說明RPC材料具有很好的抗化學溶液侵蝕能力。葉青［35］等對RPC抗液氮凍融能力進行了試驗研究，試驗表明，RPC經(jīng)過50次常規(guī)凍融和一次液氮凍融循環(huán)之后，其質(zhì)量損失為0.4%，強度損失為1.8%，因此，RPC具有抗液氮凍融的能力。N.Roux［36］等對RPC200的耐久性進行了系統(tǒng)的研究，通過試驗研究了RPC200的抗碳化性能，抗氯離子滲透性能和耐磨性，并與C30和C80混凝土進行了對比分析。研究表明，試件在CO2濃度為100%的環(huán)境中存放90 d后，沒有發(fā)生絲毫碳化;RPC的氯離子擴散系數(shù)為0.02，遠低于C30混凝土的1.1和C80混凝土的0.6;RPC的耐磨系數(shù)為1.3，也低于C30混凝土的4.0和C80混凝土的2.4;RPC各項耐久性指標均明顯優(yōu)于C30和C80混凝土。M.G.Lee［15］等人按照ASTM C131對RPC、高強混凝土和常規(guī)混凝土的耐磨性進行了試驗研究和對比分析，實驗結(jié)果表明，RPC的耐磨性明顯優(yōu)于高強混凝土和常規(guī)混凝土。

以上研究從不同方面對RPC材料的耐久性進行了研究，也與常規(guī)混凝土和高性能混凝土的耐久性進行了比較分析，這些研究均表明，RPC材料具有良好耐久性。

2 RPC應(yīng)用研究

2.1 RPC構(gòu)件設(shè)計研究

盧姍姍［37］在對5根不摻鋼纖維RPC梁的受彎性能試驗的基礎(chǔ)上，通過理論推導分析，得到不摻鋼纖維RPC梁正截面承載力計算公式。余自若［38］等通過對RPC無配筋梁和有配筋梁的試驗，分析了RPC梁的彎曲強度和變形特性。假設(shè)梁可承受拉應(yīng)力且拉應(yīng)力按矩形分布，給出了RPC受彎構(gòu)件正截面承載力的計算公式，通過該公式計算出的理論值與試驗值符合良好。李莉［39］對5根鋼筋活性粉末混凝土兩跨連續(xù)梁進行了每跨跨中單點集中加載試驗，基于試驗結(jié)果建立了承載能力極限狀態(tài)下的中支座兩側(cè)等效塑性鉸長度計算公式，分別提出了以中支座控制截面相對塑性轉(zhuǎn)角和中支座相對受壓區(qū)高度為自變量的彎矩調(diào)幅計算公式，為活性粉末混凝土連續(xù)梁塑性設(shè)計提供了參考依據(jù)。萬見明［40］在試驗研究的基礎(chǔ)上建立了活性粉末混凝土梁抗裂計算模型，提出了正截面抗裂計算公式。王兆寧［41］通過對3根矩形截面RPC配筋梁抗彎性能試驗以及Ansys有限元分析的基礎(chǔ)上，提出了活性粉末混凝土梁的正截面承載力計算公式。林震宇［42］等進行22根圓鋼管RPC軸壓短柱試驗，分析其荷載-變形曲線、破壞特征，在現(xiàn)有普通鋼管混凝土極限承載力計算規(guī)范，結(jié)合試驗結(jié)果，通過修正套箍系數(shù)，給出了圓鋼管RPC軸壓短柱極限承載力統(tǒng)一計算公式。

周軼峰［43］等參照現(xiàn)行高架橋設(shè)計規(guī)范初步設(shè)計了RPC橋墩，并通過有限元計算驗證了所用設(shè)計理論的正確性，在此基礎(chǔ)上分析了RPC橋墩在正常使用狀態(tài)下的力學性能，并通過穩(wěn)定性、極限承載能力、抗震性能等計算分析，表明RPC可以節(jié)約材料用量，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。趙冠遠［44］等通過4個小比例RPC矩形截面墩的擬靜力試驗，研究了RPC配筋柱的延性性能、滯回曲線及其破壞機理，分析了配箍率對RPC配筋柱延性的影響。郝文秀［45］等通過大比例尺RPC箱型橋墩試件在低周反復荷載作用下的受力性能試驗，對試件的破壞形態(tài)、滯回特性、延性性能和耗能能力進行研究。王誠［46］通過對3個RPC箱型墩試件施加常軸力以及水平反復荷載，研究了水平荷載作用方向?qū)PC箱型墩抗震性能的影響，試驗結(jié)果表明:RPC箱型墩具有較好的抗震性能，水平荷載加載方向角是影響箱型墩抗震性能的一個重要因素，斜向受力構(gòu)件的抗震性能要弱于主軸受力構(gòu)件。

鞠彥忠［47-49］等人根據(jù)RPC力學性能試驗研究結(jié)果，通過理論推導分析，提出了活性粉末混凝土電桿的承載力計算方法和正常使用狀態(tài)(抗裂度、裂縫寬度、撓度)驗算方法，給出相應(yīng)參數(shù)的建議取值范圍。并分別對RPC單桿、預應(yīng)力RPC雙桿和部分預應(yīng)力筋RPC雙桿進行了設(shè)計研究，設(shè)計出了能夠滿足500 kV輸電線路工程應(yīng)用要求的三種電桿，并實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟效益好社會效益。及高耐久性的工作機理;V.Matte［50］等人對RPC制成的放射性核廢料儲藏容器的性能進行了研究，指出RPC不但能夠防止放射性物質(zhì)從內(nèi)部泄漏，而且能夠抵御外部侵蝕性介質(zhì)的腐蝕，是制備新一代核廢料儲存容器的理想材料。

可見，國內(nèi)外學者對RPC基本構(gòu)件的設(shè)計理論和方法進行了廣泛的研究，研究范圍涉及梁、柱、橋墩、電桿、管涵等。但是，這些設(shè)計計算理論和方法都是基于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或纖維混凝土結(jié)構(gòu)計算規(guī)范和一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，通過擬合或修正得到的，即這些設(shè)計計算公式的推導不是完全基于構(gòu)件的破壞機理，而是采用的半經(jīng)驗半理論的方法得到的，這些結(jié)論很可能僅與文中的試驗數(shù)據(jù)相符合，不一定具有普遍適應(yīng)性。因此，對于RPC構(gòu)件的設(shè)計計算理論和方法有待進行更深入的研究。

2.2 RPC的工程應(yīng)用概述

RPC由于其優(yōu)越的力學性能、超高的耐久性和環(huán)保性能，自問世后，短短的十幾年間已在道路橋梁、核電、市政、港口海洋以及軍事工程中得到了較多的應(yīng)用。迄今為止已二十多個國家和地區(qū)采用RPC材料制作橋梁構(gòu)件，1997年在加拿大魁北克省的謝布洛克(Sherbrooke)市建成建成的RPC材料的步行/自行車橋是世界上第一座采用RPC材料的橋梁結(jié)構(gòu)。美國于2001年在伊利諾斯州建成了18m直徑的圓形屋蓋，該屋蓋未采用任何鋼筋，設(shè)計中考慮了RPC的延性，直接承受拉、彎應(yīng)力及初裂應(yīng)力。并且大大縮短了施工工期。法國在一核電站的冷卻系統(tǒng)中耗用823立方米的RPC制作了2500多根尺寸不等的梁，并用以制作大量核廢料儲存容器。RPC材料在美國的下水道系統(tǒng)工程中得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。為適應(yīng)各種不同特點和用途的壓力管道，已開發(fā)出多種施工技術(shù)和方法。對于水平壓力管道，采用離心澆注法，充分利用了RPC的高抗壓強度、水密性和低滲透性。在豎直壓力管道中采用濕法澆注有效地利用了RPC的氣密性，減小了空氣滲透。用于制造涵洞和下水道的施工方法“干法澆注”和“頂部頂進灌漿澆注法”正在進一步的完善中。日本和挪威等國把RPC運用在了港口和海洋工程領(lǐng)域，在日本用RPC做鋼管樁防蝕層，在海水中浸泡實驗表明RPC有很強的防蝕能力，剛管樁表明無銹蝕仍有金屬光澤。在國外RPC材料還被用于海底輸氣管道的隧洞襯砌、海底核廢料庫的支護、海上采油平臺后張預應(yīng)力管道孔的封堵以及碼頭混凝土受海水腐蝕部位的修補等。

RPC在國內(nèi)也已經(jīng)出現(xiàn)了很多工程應(yīng)用的實例，尤其是鐵路交通工程中。同時也出現(xiàn)了不少的生產(chǎn)RPC預制構(gòu)件的廠家。主要產(chǎn)品包括:電纜槽蓋板，橋梁蓋板和欄桿，低高度梁及T型梁等。鐵道部頒布了《客運專線RPC材料人行道擋板、蓋板暫行技術(shù)條件》和《客運專線鐵路技術(shù)管理手冊:活性粉末混凝土構(gòu)件施工要點手冊》，也促進了RPC材料在鐵路交通工程的推廣應(yīng)用。國內(nèi)RPC在工程修復中使用也比較多。例如在葛洲壩二江泄水閘和映秀灣電站攔河閘底板修補中試用，效果良好。

3 結(jié) 語

由以上幾個方面可以看出，國內(nèi)外在近年來無論是從理論研究還是性能試驗方面，都對RPC進行了廣泛的研究，而且在工程應(yīng)用方面也取得了一些進展。目前，對PRC材料的配合比和制作方面的研究已經(jīng)做了很多工作，在一些方面已經(jīng)比較成熟，其靜態(tài)力學性質(zhì)也已經(jīng)比較清楚，動態(tài)力學性質(zhì)也已取得了一些的研究成果，RPC構(gòu)件的設(shè)計研究也已經(jīng)開展，但是，當前對于RPC技術(shù)的研究還存在很多問題，如已有的少量的相關(guān)設(shè)計計算公式也多是參考纖維高強混凝土加上經(jīng)驗估算提出的。為了將RPC技術(shù)廣泛地應(yīng)用于工程實踐，還需對以下問題進行深入廣泛的理論和試驗研究。

(1)養(yǎng)護問題。目前RPC制備都需要熱養(yǎng)護，這對于現(xiàn)澆施工存在一定困難，使其在實際的結(jié)構(gòu)工程中的運用受到了很大的限制。有必要對RPC材料配合比及施工工藝進行進一步的研究，開發(fā)出一種能夠適應(yīng)現(xiàn)場施工要求的RPC材料，使其能夠在土木建筑工程領(lǐng)域發(fā)揮更大的價值。

(2)造價問題。當前，硅粉的摻入、高效減水劑和鋼纖維的使用以及特殊條件下的成型和養(yǎng)護條件，都提高了RPC的生產(chǎn)成本;由于地域限制，配制活性粉末混凝土所需要的優(yōu)質(zhì)原材料往往很難在一個地區(qū)采購齊全，這也進一步導致成本的增加，阻礙了它的推廣和使用。因此，對RPC配合比進行更深入的研究，研究能夠滿足其材料性能要求的前提下，降低其生產(chǎn)制作成本，對于RPC更廣泛的推廣應(yīng)用具有重大的實際意義。

(3)沒有完備的試驗測試標準。一般來說，現(xiàn)行的測試手段、測試標準對高強度、高性能的RPC有很多不適應(yīng)的地方，有時候往往存在較大的誤差或浪費現(xiàn)象。

(4)微觀結(jié)構(gòu)與機理問題。對于活性粉末混凝土微觀(亞微觀)結(jié)構(gòu)還有待充分地研究，對于結(jié)構(gòu)和強度形成機理還不完全清楚。

(5)缺乏模型。RPC的本構(gòu)關(guān)系至今仍無明確公認的力學計算模型，使當前的工程應(yīng)用仍限于參考纖維高強混凝土加上經(jīng)驗估算的方式進行。

(6)RPC構(gòu)件的設(shè)計計算理論和方法有待發(fā)展和完善。

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