活性粉末混凝土的质量控制和施工技术（1）

活性粉末混凝土的质量控制和施工技术（1）
活性粉末混凝土的质量控制和施工技术
吴程辉
（中铁二十一局大西铁路指挥部陕西西安市临潼区716000 ）
摘要：在大西铁路客运专线人行道盖板施工中，采用了活性粉末混凝土（RPC），RPC混凝土具有极其优越的性能,可应用的领域也非常广泛。

在土木工程领域中,随着我国大跨结构迅速增加,为RPC 的应用提供了巨大的市场,且在结构及桥梁改造、特种结构工程中也具有广阔的应用前景。

本文从活性粉末混凝土的特点和技术要求出发，对原材料的选择及配合比设计做出了要求，分析了不同材料掺量对RPC混凝土性能的影响，同时阐述了RPC混凝土主要工艺技术要求和验收标准。

关键词：活性粉末；质量控制；施工技术
一、工程简介
中铁二十一局集团大西铁路大同至西安铁路客运专线站前工程十五标位于陕西省西安市临潼区马坊村，规划面积43355m2，分为钢筋存放及加工车间750m2，构件预制车间3个共计2250m2，构件存放地26953m2。

另设混凝土搅拌站3座以及蒸养房、锅炉房、模具清洗池、办公区和生活区。

构件厂承担DK829+193.54—DK860+810.96范围内的桥梁人行道盖板共计31712双延米，其中盖板215068块、栏杆103105块、电缆槽178653块。

二、RPC混凝土的特点
活性粉末混凝土（RPC）是一种超高强、低脆性、耐久性优异并具有广阔应用前景的新型超高强混凝土，它是由级配良好的石英细砂、水泥、石英粉、矿物掺合料、高效减水剂等组成，为了提高RPC混凝土的韧性和延性可加入钢纤维，在其凝结、硬化过程中采取加压加热等成型工艺。

与普通混凝土相比具有减少材料用量、降低成本、节约资源、减少生产、运输和施工能耗并且具有防辐射、抵御侵蚀的优点。

在国内活性粉末混凝土还处于研究阶段，真正被用在工程上的比较少，
因此对活性粉末混凝土进行研究很有必要性。

三、RPC混凝土的技术指标要求
1、原材料的组成和选择
（1）材料组成：
活性粉末混凝土（RPC）是由水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、钢纤维、外加剂和水组成。

（2）材料选择：
水泥：品质稳定、强度等级不低于42.5的低碱普通硅酸盐水泥。

硅灰：比表面积大于180000m2 /Kg，SiO2含量≥85%
粉煤灰：采用F类Ⅰ级粉煤灰。

骨料：采用SiO2含量大于97%的石英砂，其粒径分为1-0.63mm、0.63-0.315mm、0.315-0.16mm 及0.16以下四个粒级。

钢纤维：直径0.18-0.23mm，长度12-14mm，抗拉强度不低于2850MPa。

外加剂：减水率不低于29%，硫酸钠含量不得大于2%，其他指标应符合国标规定，掺量由试验确定。

拌合水：符合饮用水标准
2、配合比设计
试验室依据配合比设计规范（JGJ55-2000）及《客运专线活性粉末混凝土材料人行道板、盖板暂行技术条件》科技基【2006】129号文件，根据原材料的品质和施工工艺要求进行配合比设计，通过反复试配、调整以及试件耐久性检测最终确定满足施工要求的最佳配比。

在配合比设计过程中，控制胶凝材料总量在1000-1200Kg/m3，硅灰的取代率在15%-20%之间，粉煤灰取代率在10%-15%之间，钢纤维重量控制在90-110 Kg/m3范围内，外加剂掺量为3.5%-4.0%之间，混凝土坍落度控制在140-180mm之间，混凝土容重不低于2400 Kg/m3。

经过反复试验和比对最
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（1）随着钢纤维掺量的增加，活性粉末混凝土的流动性下降，主要是由于随着钢纤维掺量的增加，需要包裹钢纤维的水泥浆体增加，使得流动性下降。

（2）随着钢纤维掺量的增加，无论是蒸汽养护还是标准养护，活性粉末混凝土的抗折强度都有不同程度的提高，在试验中发现，除了不掺钢纤维的试件在抗折是被折断外，其他掺了钢纤维的试件在抗折时试块不会完全折断，而表现出很高的韧性。

（3）随着钢纤维掺量的增加，无论是蒸汽养护还是标准养护，活性粉末混凝土的抗压强度均有较大幅度的提高。

3.3石英砂的级配对RPC强度的影响
砂的粒径和级配的不同对混凝土抗折强度的影响较大，无论是蒸养还是标养，0～5mm粒径的砂的抗折强度都是最小的，最高强度值出现在级配为0～1.25的28天标养试件上。

对于抗压强度，蒸养试件明显高于标养试件。

而不同的级配，蒸养试件之间抗压强度大小的差别不是很大。

3.4 RPC混凝土抗渗性能研究
在试验时，我们制作一组（六个）试件进行抗渗性研究，在标养28天后将试块打蜡密封装入抗渗机进行试验，48h后研究发现，其渗透高度均小于5.0毫米，由此说明活性粉末混泥土不渗透。

3.5 RPC氯离子渗透研究
在试验中，我们采用混凝土电通量快速测定仪来测定RPC混凝土的抗氯离子渗透性，通过监测切取自公称直径为102mm的芯样或圆柱体的厚度为51mm的混泥土薄片试片在6h期间通过的电流，试片一端侵入氯化钠溶液中，另一端侵入氢氧化钠溶液中，并在试片两端施加并保持60V 的直流电压。

通过检测RPC混凝土的电通量值为32库伦，由此可以判断RPC材料的抗氯离子渗透性为不渗透，满足了耐久性要求。

五、RPC混凝土主要工艺技术要求
1、模板应具有足够的强度、刚度和稳定性；应保证构件各部位形状、尺寸及预埋件的准确定位。

2、RPC材料的配制和灌注工艺
2.1搅拌设备应为强制式搅拌机
2.2RPC材料的水胶比应小于0.2
2.3RPC材料拌合物的坍落度应小于180mm
2.4材料的称量偏差应符合规范要求
2.5材料投料顺序应为石英砂、钢纤维、水泥、硅粉、粉煤灰、水及外加剂，干料先预拌5min，加水外加剂再搅拌4min.
2.6搅拌完毕的RPC材料拌合物应在30min内灌注完毕。

2.7RPC材料搅拌、运输、浇注及构件静停应在18℃以上环境下完成。

3、RPC构件养护
3.1成型养护需要静停6h后，采用蒸汽养护，养护过程分为升温、恒温、降温三个阶段，升温速度不应大于12 ℃/h，降温速度不应大于15 ℃/h。

恒温温度应控制在80±5 ℃，恒温养护时间不应少于48h。

撤除保温设施时，构件表面温度与环境温度之差不应超过20 ℃。

3.2构件蒸汽养护结束后需自然养护，环境温度不应低于20 ℃，并对构件进行洒水养护，时间不应少于7天。

3.3RPC盖板需采用蒸汽养护室养护并采用自动温湿度控制系统。

六、RPC混凝土构件的验收
1、构件应在包装的明显部位标明生产日期和质量验收标志。

构件
上的预埋件、插筋、预留孔洞得规格、位置和数量应符合设计要求。

2、构件外观质量不应有影响使用性能的严重缺陷。

（缺边、掉角、裂缝、色差严重等）对已出现严重缺陷的构件，应按废品处理。

七、科学合理的质保体系和措施
在活性粉末混凝土RPC工程项目中，要严格按照规定要求做好质量管理，要有科学合理的组织机构和管理制度，并有相应的质量管理文件及记录资料。

要求以跟踪监测、跟踪检验和试验，加强各工序、关键过程的控制，加强不合格品的控制为主要手段。

坚持工班自检、质检人员专检、质量负责人监督的制度体系；要求建立和实施RPC盖板质量全员、全方位、全过程、全要素的施工生产保证体系。