rpc混凝土-禹建钢纤维
rpc混凝土-禹建钢纤维
活性粉末混凝土(RPC)在工程结构中的应用与前景活性粉末混凝土(RPC)作为一类新型混凝土,不仅可获得200MPa或800MPa的超高抗压强度,而且具有30~60MPa的抗折强度,有效地克服了普通高性能混凝土的高脆性,RP C的优越性能使其在土木、石油、核电、市政、海洋等工程及军事设施中有广阔的应用前景。
1 RPC的基本设计原理它的基本设计思想是:通过提高材料组份的细度与活性,减少材料内部的缺陷(空隙与微裂缝),获得超高强度与高耐久性。
RPC的制备采取了以下措施:(1)通过去除粗骨料提高水泥砂浆的力学性能,消除骨料与水泥砂浆的界面过渡,提高基质的匀质性。
(2)优化颗粒级配,使基体的堆积密度增大,以提高拌合物的密实度。
(3)凝固以后通过热养护使RPC的反应性得以充分发挥,以改善微结构。
(4)掺加微细的钢纤维以提高韧性,RPC200中掺入的纤维长度为13mm,直径约0.15~0.2 0mm,体积掺量为1.5%~3%。
(5)保持搅拌和浇注的方法与程序尽可能地与现在习惯的做法相接近,以便于工程应用。
2 RPC的性能特点2.1 超高的力学性能[2]RPC材料的显著特点是强度更高、韧性更大。
200MPa级RPC材料的抗压强度为170~23 0MPa,是HSC的2~4倍;抗折强度为30~60MPa,是HSC的4~6倍;断裂能达到15000 ~400 00J/m2,而NC的断裂能只有120 J/m2。
可见RPC具有优良的韧性和力学特性(如表1)。
表1 RPC、HSC、NC的力学特性比较[3] [4]2.2耐久性RPC 中的空隙量极小,使得空气渗透数低,水分吸收特别值小,因面具有超高的耐久性,其耐久性能比普通混凝土以及高性能混凝土好得多。
从表1、表2中可见,利用FRPC (纤维活性粉末混凝土)对腐蚀介质的抵抗固体核废料储存器,其使用寿命高达500年。
加拿大对RPC200进行过300次快速融循环,最高4゜C,最低-18゜C ,变化速度6゜C/h ,试样丝毫未受损,50次冰盐冻融重量损失率平均低于8g/m ²,而魁北克省的允许标准为800g/m ²,因此可基本忽略不计。
如何正确选择钢纤维
如何正确选择钢纤维
随着需要修建的工程越来越多,施工方面要考虑的设计要求也是越来越高,对于那些需要使用钢纤维的工地来说,如何正确的选择钢纤维就显得尤为重要了。
一般来说在施工之前每个施工单位都会先给出施工方面的具体要求,施工单位再按照这个施工要求来选择合适的建筑材料。
其它的建筑材料咱们就先不说了,因为我们是郑州禹建钢纤维厂家,所以这里重点的说说在每一个工程当中应当怎么选择正确的钢纤维材料。
在选择钢纤维的时候我认为要从以下这几个方面来考虑:
1、施工要求
施工质量是保证工程安全的首要条件。
在每一个项目出炉之前,在设计方面都是经过设计院的专家多次讨论认证过的,所以只有严格的按照图纸上面的施工要求来做才能保证以后在施工或者建成以后不会出现大的纰漏。
2、经济方面的考虑
每一个建筑公司里面都有很多张嘴等着工程赚钱吃饭,所以如何在满足第一个条件的前提下尽量能够做到如何更加的省钱是问题的关键。
那么如何省钱呢?这个简单那就是需要在选择供货商的时候选择生产厂家,比如郑州禹建钢纤维有限公司就是及生产销售为一体的钢纤维生产厂家。
3、钢纤维质量方面的考虑
在满足以上两个条件以后还要考虑钢纤维的质量是否能够达到要求,因为工程完工以后还要求工程进行检验,如果检验不合格那后续带来的麻烦是非常多的。
那么如何在钢纤维的质量方面做判断呢?那就需要让卖方在销售的时候出示权威机构发出的钢纤维检验报告和出厂合格证,或者是自己去检测中心进行检测。
以上即是在选购钢纤维产品的时候需要注意的一些事项,个人认为这些都是每一个建筑商都要考虑的事情,当然了如果有什么不对的地方请与我们联系,我们将于改正。
郑州禹建钢纤维有限公司
2012-9-14。
钢纤维RPC130配合比试验
一
离带 等 ,以形成较完善的保温防火系统 。 在材 料、设计 、 工中 ,应综合解决好相关防火构 造与 施 相邻保温层之 间,因材质差 异而可能产生的耐久 问题 。 探讨操作 性强的施 工现 场材料燃 烧性能及防火简易检验 方法 和评定方法 。借鉴 国内外的先进经 验和保温 防火技术 , 自主研发结合辽宁 实际的不燃 保温材 料外 保温 系统 , 保温 使
钢纤维活性 粉末混凝 土做 为高技术混凝土 ,其 陛能 同普 通混凝土和现有 的高性能混凝土相比有了质的飞跃 ,并且在 段 ( 沈阳—海城) 电缆槽盖板 ,此盖板采用 钢纤维活 性粉末
、
经济性和环保性方面优于钢材。 新建哈大客运专线T一 标 J1
混凝土 ,设计 强度 R C 3 ,标准 盖板尺 寸长 × 高 (4 P 10 宽× 74 m 4 4m 2 m) m ̄ 9 mx 5m ,标段盖板总面积约 4 . ,混凝土总 0 mz 4
防 火应用 技术 配套 ,编制 保温 防火工程 技术 标准和 应用 图 集 ,以规范保温防火节 能建筑的设计 、施工和工程验收 。▲
3 9
定厚度的防火保护层 ;在可燃保温材料层的表面适当增加
辽 宁 建 材
21 0 0年 第 8 期
表 2 试 验 配 合 比 及试 验 结 果 ( 量 比 ) 质
()外加 剂 。采 用北京 惠诚高效 减水剂 ,黄褐色液 体 , 5 含 固量 3%; 5
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量 O1 . %; ()钢纤维 。采用鞍 山产 圆截面端直型钢纤 维 ,直径为 4 O1~ . m,长度为 l~ 4mm; .8 02 m 2 2 1 [ 收稿 日期 ]2 1 — 8 1 000—2 根 据 R C的特 点 ,在 一定强 度范 围内影响其 强度的主 P 要 因素为水胶 比、钢纤维掺量及减水剂掺量 。因此 ,本次试 验是在参考配合 比的基础上考察不 同水胶 比,不 同钢纤维掺
含超短钢纤维RPC混凝土力学性能
含超短钢纤维RPC混凝土力学性能摘要:本文开展了掺入一定量的超短钢纤维的RPC混凝土相关性能实验,主要研究了超短钢纤维对RPC混凝土的密度、抗压强度、抗折强度、破坏能等相关性能的影响规律。
关键词:超短钢纤维;密度;抗压强度;抗折强度;破坏能1.引言活性粉末混凝土是一种特殊的高性能纤维增强水泥基材料。
添加钢纤维可以通过提高韧性、延展性及拉伸强度来提高RPC混凝土的动载荷下结构性能,减小开裂和爆炸现象。
一般的纤维增强复合材料应遵循以下基本原则:(1)纤维的强度和弹性模量都要高于基体。
(2)纤维与基体之间要有一定的粘结强度,两者之间的结合要保证基体所受的应力能通过界面传递给纤维。
(3)纤维与基体的热膨胀系数比较接近,以保证两者之间的粘结强度不会在热胀冷缩过程中被削弱。
在纤维混凝土中,纤维对基体的作用概括起来主要有三种:阻裂、增强和增韧。
纤维混凝土与普通混凝土相比各种物理力学性能的改善,都和这三种作用有关。
大量研究表明,普通短钢纤维对混凝土抗压强度的增强作用相当有限;而超短钢纤维能大幅度提高混凝土的抗压强度。
由于边壁效应,普通短钢纤维在粗骨料之间的分布与粗骨料界面平行者居多,因而对于粗骨料与水泥浆界面处平行于界面的微裂纹没有多少增强作用;而超短钢纤维长度较短,边壁效应较弱,在界面处有一定数量钢纤维与粗骨料和砂浆的界面相交,一旦平行于界面的初始微裂纹有发展的趋势,这一部分钢纤维就能很好的阻止裂纹发展,由此推迟宏观初裂纹的产生,有效提高混凝土的抗压强度。
2试验过程2.1原材料原材料是由水泥、硅灰、标准砂、蒸馏水、减水剂及钢纤维组成。
水泥:唐山冀东水泥厂生产的42.5#普通硅酸盐水泥。
粉煤灰含量15%,3天和28天压缩强度分别是27.8和51.8MPa。
硅灰:北京鹏昊科技有限公司生产,SiO2含量92.58%,耐火度1600°C以上,尺寸范围0.5~10μm,比表面积2.53×104m2/kg,需水量112%,灼烧量2.46%,28d活性指数104%。
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的实际运用_3
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的实际运用发布时间:2021-11-29T09:17:30.852Z 来源:《城镇建设》2021年第22期作者:易威[导读] 随着社会经济的发展和科技水平的进步,对于混凝土技术的要求不断提升。
易威黄冈市楚通路桥工程建设有限公司 438000摘要:随着社会经济的发展和科技水平的进步,对于混凝土技术的要求不断提升。
钢纤维混凝土是近年来发展上去的一种新型混凝土物料。
它在建筑工程施工步骤中的运用,反映了良好的可靠性和安全性。
本文即着眼于此,首先阐释了钢纤维混凝土的理论,然后研究了钢纤维混凝土的工程机能,探究了钢纤维混凝土科技在高速公路大桥工程中的运用。
钢纤维混凝土科技在建工工程施工中的运用,可精确提升建工施工的强度、抗裂性和抗冲击性,提升建工工程的效能和质量。
关键词:钢纤维混凝土;道路桥梁施工;抗压能力我国的建筑业正在不断进步。
为了应付国民经济发展的需要,建筑技术的运用也展开了革新和创意。
钢纤维混凝土科技的推广应用是建筑技术革新的象征。
由于钢纤维混凝土科技具备高效能、可互动性强的特征,中国高速公路大桥规划应普遍使用钢纤维混凝土科技,以提升高速公路大桥的质量,符合社会对工程科技的要求。
1钢纤维混凝土钢纤维混凝土(SFRC)是在一般混凝土中随机退出短钢纤维而产生的一种新型铝合金。
根据生产方式的不同,可分成分割钢纤维、分割钢纤维、分割钢纤维和熔拉钢纤维。
1)切割钢纤维强度高,但粘结性能差。
如果工作人员对分割之后的钢纤维地表展开形变处置,可精确提升其与混凝土的粘结效能。
2)剪切钢纤维主要由应力冷轧板做成。
由剪切型钢纤维做成的钢纤维混凝土具备很强的凝结性。
3)钢纤维主要使用转动铣刀分割。
它与混凝土具备很强的融化效能。
同时,其截面为正方形,强度高。
4)钢液纤维由钢液做成,其强度主要视乎钢液的质量。
然而,钢纤维生产之后的地表非常柔软,容易被氧化。
在用熔化钢纤维制备钢纤维混凝土的步骤中,钢纤维地表的氧化层会影响钢纤维与混凝土间的融化。
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用_2
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用发布时间:2021-10-09T08:03:27.825Z 来源:《城镇建设》2021年5月14期作者:张宾[导读] 为了进一步探讨钢纤维混凝土技术的优势和使用,分析其在道路施工中的应用十分关键。
张宾北京市政路桥股份有限公司北京100000摘要:伴随我国社会经济的快速发展,道路施工的规模正在不断扩大,道路工程的数量也在不断增加,为了满足当下道路施工质量的要求,需要施工单位、施工人员选择更为科学的技术,才能提高道路施工的整体质量与安全性。
钢纤维混凝土技术是道路桥梁工程中的常见技术形式,能够进一步提升施工质量,在具体施工时,相关工作人员需要对钢纤维性能进行深入分析。
钢纤维混凝土技术的抗拉性能、抗弯性能都较强,可以有效提高道路施工的质量,避免道路在后续使用过程中出现严重的问题。
为了进一步探讨钢纤维混凝土技术的优势和使用,分析其在道路施工中的应用十分关键。
关键词:钢纤维混凝土技术;道路;桥梁;施工;应用引言就钢纤维混凝土的应用本质来讲,其作为当前研发的一种新型施工材料,随着近年该技术的不断成熟,被广泛应用于道桥施工中,相对于以往道路桥梁施工中所使用的普通混凝土而言,钢纤维混凝土在实际施工中能够体现出其良好的抗剪、抗拉以及抗裂等方面的应用性能,以此进一步强化整个工程项目的施工质量,具有积极性应用意义。
1钢纤维混凝土的具体优点分析1.1强度较高针对传统混凝土而言,混凝土强度不高以及性能不佳可能使道路出现严重的裂缝问题,已不满足现代道桥工程施工需求。
钢纤维混凝土的强度明显高于传统混凝土,其由多重数量的短钢纤维以及混凝土混合而成,性能良好。
与传统混凝土相比,同等重量的货物钢纤维混凝土具有抗变形作用,变形程度明显低于普通混凝土。
从实际桥梁应用角度分析,该技术可以有效降低道路桥梁出现缝隙的概率,保障人们的出行安全。
但需要注意,虽然桥梁的强度有所提升,但桥梁自身重量也相应增加[1]。
钢纤维混凝土材料工程应用方案
钢纤维混凝土材料工程应用方案钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。
下面为大家分享钢纤维混凝土材料工程应用方案,欢迎大家阅读浏览。
1基本要求1.1钢纤维混凝土材料钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。
由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生,不但具有普通混凝土的优良性能,而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。
可使路面厚度减薄50%以上,缩缝间距可增至15m~30m,不用设胀缝和纵缝。
钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。
其长度分为各种不同规格,最佳长径比为40~70,截面直径在0.4mm~0.7mm范围内,抗拉强度不低于380MPa。
在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为1.0%~2.0%(体积比),但最大掺量不宜超过2.0%。
水泥采用425#~525#普通硅酸盐水泥,以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。
钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3。
不宜大于20mm。
细集料采用中粗砂,平均粒径0.35mm~0.45mm,松装密度1.37g/cm3。
砂率采用45%~50%。
1.2钢纤维混凝土配合比钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄,其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度,以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度,以及施工的和易性。
钢纤维混凝土配合比设计基本按以下步骤进行。
(1)根据强度设计值以及施工配制强度提高系数,确定试配抗压强度与抗折强度;钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定:fftm=ftm(1+atmPfLf/df)式中fftm——钢纤维混凝土抗折强度设计值;Ftm——与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值;atm———钢纤维对抗折强度的影响系数(试验确定);Pf———钢纤维体积率,%;Lf/df———钢纤维长径比。
rpc混凝土强度
rpc混凝土强度
RPC混凝土的强度指的是其抗压强度。
RPC是指高性能纤维增强水泥复合材料(Reactive Powder Concrete)的简称。
它是一种具有高强度、高耐久性和高韧性的混凝土,由水泥、石英粉、硅酸面粉、细砂、纤维材料等组成。
RPC混凝土的强度主要受到其配合比、混凝土材料的品质以及制备工艺等因素的影响。
一般情况下,RPC混凝土的抗压强度可以达到150MPa以上,甚至可以超过200MPa。
较高的强度使得RPC混凝土在工程实践中具有广泛的应用潜力,例如用于制作超高层建筑、特殊构件和重要的基础设施等。
需要注意的是,RPC混凝土的强度不仅与材料本身的性能有关,还与施工质量密切相关。
在实际施工中,应严格按照工艺要求进行材料的配比、搅拌和浇筑等工序,以确保RPC混凝土能够发挥最佳的性能和强度。
RPC电缆槽盖板专用钢纤维及作业指导书
RPC电缆槽盖板专用钢纤维与作业指导书镀铜微丝钢纤维厂家---XX禹建1、适应X围适用…铁路客运专线…RPC电缆槽盖板。
2、作业准备2.1 内业技术准备作业指导书编制后,应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规X和技术标准。
制定施工安全保证措施,提出应急预案。
对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2 外业技术准备施工作业中所涉与的各种技术数据收集。
修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3、技术要求3.1 RPC电缆槽盖板预制全部集中在盖板场内预制。
3.2 施工前按设计提供的配合比进行实验,确定配合比。
RPC砼性能指标应满足设计要求。
3.3 在正式生产前,应进行试生产,确定工艺参数,并报监理确认。
4、施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序为:搅拌—震捣成型—初养—脱模—终养—码垛4.2工艺流程RPC电缆槽盖板生产工艺流程图板输送5、施工要求5.1施工准备施工前对各种类型的盖板进行统计核实,对各种原材料进行检验看是否满足技术要求。
正式生产后要抽样检验,当RPC砼性能发生变化时应重新进行检验。
5.1.1 RPC电缆槽盖板试生产在正式生产前,根据原材料性质和机械条件进行试生产,选定与材料性能、机械性能相关的工艺参数,将上述工艺参数资料整理后上报监理工程师批准后,用以指导此项工程的施工。
RPC砼配合比RPC砼是一种高性能粉末混凝土,由超细活性粉末、水泥、优质石英砂、矿物掺和料、高强度纤维等组成,通过最优化级配设计,经高温热合等特定工艺制备而成的高技术复合材料。
根据设计的RPC砼性能通过试验确定混凝土的配合比。
5.2 施工工艺搅拌在配制RPC材料拌和物时,水泥、复合掺和料干燥状态的用量均按质量计,称量应准确到±1%;骨料采用干燥骨料,用量按质量计,称量应准确到±2%;水、外加剂的用量按质量计,称量应准确到±0.5%。
钢纤维对RPC抗压强度增强作用的研究
.
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制备:
a 按试验要求确定 的配合 比称取原材料 , . 将水泥 、 硅灰、 石英粉 和标准砂倒入水泥胶砂搅拌锅内, 干拌 3rn i. a b 人溶有减水剂 的水 , . 搅拌 6rn i. a c 钢纤维 , . 搅拌 6rn i. a d 浇模, . 在振动 台上振动成型 , 制成 7 . Ⅱ × 0 7m 7 . Ⅱn 07Ⅱn 7 . m× 0 7 Ⅱ 试件 . 养护 : a 标准养护 2 后拆模 . . 4h b 在 8± . 0 2℃的热水 中养护 4 . 8h c 在室温环境下冷却 2 后进行抗压强度测试 . . 4h
十 收 稿 I期 :0 1 0 5 B 20 —1 —1 作者筒介 : 单 被(93 )男 , 17 一 , 粥南 益阳^ 。 硬士研究生
维普资讯
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20 O2
表 1 不 同水胶 比下 R C抗压强度 P
应该指出的是龄期对 R C抗压强度 的影 响并不大 , P 而热水养护 的温度 和时间有重 大影响 , 因为 R C中微粉末活性的发挥需要在一定 的温度下持续一定的时间 . P
于临界值时 , 钢纤维的增强效果 十分明显 . 关 键 词 : 纤维 ; P ; 钢 R C 抗压强度
文 献标 识 码 : A 文 章 簟号 : 0 一S 0 20 )1 l9 4 l 0 e [0 20 一O0 —0 0  ̄ 中 田 分 类 号 :U T5
钢纤维混凝土标准
钢纤维混凝土标准嘿,朋友们!今天咱来聊聊钢纤维混凝土标准这档子事儿。
你说钢纤维混凝土像啥?就好比咱包饺子,那钢纤维就是里面的馅,混凝土就是那饺子皮,它们掺和在一起,那可就变得老结实啦!这钢纤维混凝土啊,在好多地方可都大显身手呢!咱先看看它的强度,那可不是一般的厉害。
就像一个大力士,能扛起好多重物。
你想想,要是盖房子用了它,那房子得多牢固呀,风吹雨打都不怕,简直就是坚如磐石!而且它的耐久性也超强,时间长了也不容易出毛病,这不就省了好多后续的麻烦嘛。
再说说它的施工,这可得讲究着呢!就跟咱做菜一样,调料放多少、火候怎么掌握,都有门道。
钢纤维混凝土的搅拌啊,就得搅拌得匀匀的,不能有的地方钢纤维多,有的地方少,那可不行。
还有浇筑的时候,也得小心翼翼的,不能马虎。
那怎么才能知道咱用的钢纤维混凝土合不合格呢?这就有标准啦!这标准就像是个裁判,告诉你好还是不好。
比如说它的配合比,得按照规定来,不能乱来。
还有它的性能指标,什么抗压强度啦、抗弯强度啦,都得达标才行。
要是不达标,那可就是个“残次品”啦。
咱平时生活里也能看到钢纤维混凝土的影子呢。
你走在路上看到的那些结实的路面,说不定里面就有钢纤维混凝土的功劳。
还有那些大桥啊,那可都得靠它来撑着呢!它就像是建筑界的“超级英雄”,默默守护着我们的安全。
你说要是没有这标准,那得乱成啥样呀?谁都可以随便弄,质量参差不齐,那多吓人啊!所以这标准可太重要啦,它能保证我们用到的钢纤维混凝土都是杠杠的!咱再想想,要是以后盖的房子都用钢纤维混凝土,那得多结实呀,咱住在里面也安心不是?而且还能延长房子的使用寿命,这不是一举多得嘛!总之呢,钢纤维混凝土标准可不是闹着玩的,咱得重视起来。
它关系到我们的生活质量,关系到我们的安全。
所以啊,大家都要好好了解了解,可别小瞧了它哟!这就是我对钢纤维混凝土标准的看法,你们觉得呢?。
活性粉末混凝土(RPC)培训材料精选全文
可编辑修改精选全文完整版活性粉末混凝土(RPC)培训材料目录一、RPC应用依据----------------------------------------------------------------------------------2二、RPC简介----------------------------------------------------------------------------------------31、概述--------------------------------------------------------------------------------------3 2、技术指标--------------------------------------------------------------------------------4 3、材料特点--------------------------------------------------------------------------------5 4、与普通混凝土产品性能比较--------------------------------------------------------6 5、工程实例--------------------------------------------------------------------------------6 三、RPC盖板生产技术体系介绍---------------------------------------------------------------81、设计--------------------------------------------------------------------------------------8 2、生产工艺--------------------------------------------------------------------------------8 3、原材料-----------------------------------------------------------------------------------9 4、装备------------------------------------------------------------------------------------10 5、生产组织-------------------------------------------------------------------------------11 6、技术标准及产品检验---------------------------------------------------------------12 7、标志、贮存、包装及运输------------------------------------------------------------14 四、RPC盖板生产过程中常见问题与控制方法--------------------------------------------16一、RPC应用依据按照铁道部建设管理司建技2009 52号电报要求,客运专线铁路路基和桥梁地段电缆槽盖板统一按照活性粉末混凝土(RPC)盖板设计和施工。
RPC(活性粉末溷凝土)材料简介
RPC(活性粉煤灰混凝土)材料简介北京惠诚基业工程技术有限责任公司活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,以下简称RPC)是继高强、高性能混凝土之后,20世纪90年代初开发出的超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的新型材料。
它是DSP(Densified System containing ultra-fine Particles)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土。
根据其组成和热处理方式的不同,这种混凝土的抗压强度可以达到200MPa 至800MPa;抗拉强度可以达到20MPa至50MPa;弹性模量为40Gpa至60Gpa;断裂韧性高达40000J/m2,是普通混凝土的250倍,可与金属铝媲美;氯离子渗透性是高强混凝土的1/25,抗渗透能力极强;300次快速冻融循环后,试样未受损,耐久性因子高达100%;预应力活性粉末混凝土梁的抗弯强度与其自重之比接近于钢梁。
RPC在工程结构中的应用可以解决目前的高强与高性能混凝土抗拉强度不够高、脆性大、体积稳定性不良等缺点,同时还可以解决钢结构的投资高、防火性能差、易锈蚀等问题。
RPC的强度等级可分为200MPa级、500MPa级和800MPa级。
其中200MPa级RPC已在工程中应用,500MPa级RPC尚处在试验室研究阶段,800MPa级RPC则处在试验室试配阶段。
从工程应用角度来看,活性粉末混凝土有以下的优点:⑴ RPC可以有效地减轻结构物的自重。
RPC具有很高的抗压强度和抗剪强度,在结构设计中可以采用更薄的截面或具有创新性的截面形状,从而使结构自重比普通混凝土结构轻得多。
⑵可以大幅度提高结构物的耐久性。
RPC材料减小了界面过渡区的厚度与范围。
骨料粒径的减小,其自身存在缺陷的机率减小,整个基体的缺陷也减少。
RPC 十分密实,孔隙率极低,它不但能够阻止放射性物质从内部泄漏,而且能够抵御外部侵蚀性介质的腐蚀,从整体上提高了体系均匀性、强度和耐久性。
钢纤维混凝土HJC模型研究
钢纤维混凝土HJC模型研究钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,SFRC)是一种具有高抗拉强度和良好韧性的复合材料,广泛应用于建筑、桥梁和地下结构等工程中。
钢纤维的加入可以有效地提高混凝土的抗裂性能,减少裂缝的宽度和数量,增强其抗震性能和耐久性。
为了深入探究钢纤维对混凝土性能的影响,许多研究者采用HJC(Hardening and Softening ofStrain Softening Materials)模型研究了钢纤维混凝土的力学性能。
HJC模型是一种常用于模拟混凝土和其他纤维增强材料行为的宏观本构模型。
该模型基于体积平均理论,将混凝土看作一个多相材料,由硬化带和软化带两部分组成。
在应力达到壳化准则时,混凝土开始硬化,其中的微损伤开始发展,并且硬化带内的应力逐渐固化。
而当应力超过一定比例的抗拉强度时,混凝土开始发生软化,即开始塑性变形,裂纹扩展形成。
HJC模型可以通过调整几个关键参数来模拟不同类型的材料行为。
对于钢纤维混凝土而言,最重要的参数之一是钢纤维含量。
实验研究表明,随着钢纤维含量的增加,混凝土的抗拉强度和韧性都得到了显著改善。
此外,钢纤维的形状和尺寸也会对混凝土的性能产生影响。
通常情况下,钢纤维的长度为30-60mm,直径为0.2-1.2mm。
钢纤维混凝土的HJC模型研究不仅可以帮助我们深入理解该材料的力学性能,还可以为混凝土结构的设计和优化提供参考。
通过模型模拟和参数优化,可以预测混凝土的力学性能,包括抗拉强度、韧性、极限承载能力等。
此外,模型还可以用来研究钢纤维混凝土在不同加载条件下的变形和破坏机理,以及其耐久性能和耐久性设计。
总之,钢纤维混凝土HJC模型研究是一个重要且有意义的课题。
通过深入了解钢纤维混凝土的物理和力学特性,我们可以充分发挥其优势,提高工程结构的安全性和耐久性。
相信随着科技的进步和研究的深入,钢纤维混凝土的应用将更加广泛,并为社会的可持续发展做出更大的贡献。
RPC活性粉末混凝土原材料选择与成本分析
RPC活性粉末混凝土原材料选择与成本分析RPC活性粉末混凝土是Reactive Powder Concrete的缩写,它是由级配良好的石英细砂(不含粗骨料)、水泥、石英粉、硅粉、高效减水剂等组成,为了提高RPC的韧性和延性可加入钢纤维。
在RPC的凝结、硬化过程中可采取适当的加压、加热等成型养护工艺。
由于其成分中粉末的含量和活性的增加而被称为活性粉末混泥土。
因为RPC是由各种原料经过特定工艺条件生产出来的水泥基复合材料,其力学和物理性能与现有混凝土材料有较大区别,其设计和施工除特别指明外,不能直接套用现有混凝土材料构件的有关规定进行。
1RPC的原材料的选择1.1水泥水泥应采用品质稳定、强度等级不低于42.5级低碱硅胶酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥,水泥熟料中C3A含量不应大于8%,粒径范围为80~100um的水泥。
其性能应符合GB175-1999规定,不得使用其他品种水泥。
1.2石英砂骨料应采用SiO2含量大于97%的石英砂,分粗粒径石英砂(1.0~0.63mm)、中粒径石英砂(0.63~0.315mm)、细粒径石英砂(0.315~0.16mm)三个粒级,平均粒径为250um的石英砂,含泥量不应大于0.5%,筛分析试验按TB*****-2001规定进行。
采用三级配细石英砂可以取得如下效果:(1)可以减小内部微裂缝宽度。
(2)改善水泥石的力学性能。
(3)减少骨料在总体积中所占的比例。
在RPC中,水泥浆体积比松堆砂子的孔隙要大20%左右,砂子在RPC中不能构成骨架,而只是一种被水泥浆体包裹的、含有缺陷的混合物,砂子会随着水泥浆的收缩而移动,因此砂子与水泥浆之间不会产生裂缝。
1.3硅灰主要以SiO2为主要矿物成分的高活性超细粉,性能指标要求:SiO2含量大于85%,Al2O3含量低于4%,SO3含量不超过0.8%,细度在*****cm3/g,颗粒粒径在0.5μm以下的占68%以上,活性指数达到120%,流动度比90%以上。
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活性粉末混凝土(RPC)在工程结构中的应用与前景活性粉末混凝土(RPC)作为一类新型混凝土,不仅可获得200MPa或800MPa的超高抗压强度,而且具有30~60MPa的抗折强度,有效地克服了普通高性能混凝土的高脆性,RP C的优越性能使其在土木、石油、核电、市政、海洋等工程及军事设施中有广阔的应用前景。
1 RPC的基本设计原理它的基本设计思想是:通过提高材料组份的细度与活性,减少材料内部的缺陷(空隙与微裂缝),获得超高强度与高耐久性。
RPC的制备采取了以下措施:(1)通过去除粗骨料提高水泥砂浆的力学性能,消除骨料与水泥砂浆的界面过渡,提高基质的匀质性。
(2)优化颗粒级配,使基体的堆积密度增大,以提高拌合物的密实度。
(3)凝固以后通过热养护使RPC的反应性得以充分发挥,以改善微结构。
(4)掺加微细的钢纤维以提高韧性,RPC200中掺入的纤维长度为13mm,直径约0.15~0.2 0mm,体积掺量为1.5%~3%。
(5)保持搅拌和浇注的方法与程序尽可能地与现在习惯的做法相接近,以便于工程应用。
2 RPC的性能特点2.1 超高的力学性能[2]RPC材料的显著特点是强度更高、韧性更大。
200MPa级RPC材料的抗压强度为170~23 0MPa,是HSC的2~4倍;抗折强度为30~60MPa,是HSC的4~6倍;断裂能达到15000 ~400 00J/m2,而NC的断裂能只有120 J/m2。
可见RPC具有优良的韧性和力学特性(如表1)。
表1 RPC、HSC、NC的力学特性比较[3] [4]2.2耐久性RPC 中的空隙量极小,使得空气渗透数低,水分吸收特别值小,因面具有超高的耐久性,其耐久性能比普通混凝土以及高性能混凝土好得多。
从表1、表2中可见,利用FRPC (纤维活性粉末混凝土)对腐蚀介质的抵抗固体核废料储存器,其使用寿命高达500年。
加拿大对RPC200进行过300次快速融循环,最高4゜C,最低-18゜C ,变化速度6゜C/h ,试样丝毫未受损,50次冰盐冻融重量损失率平均低于8g/m ²,而魁北克省的允许标准为800g/m ²,因此可基本忽略不计。
表2 RPC 、HSC 、NC 耐久性比较2.3良好的环保性能RPC 是一种符合我国可持续发展战略要求的环保材料。
表3可见,在同等承载力条件下,RPC 材料的水泥用量几乎是普通混凝土与HSC 的1/2,因此同等量水泥生产过程中的CO2排放量也只有一半左右。
对不可再生的自然资源骨料的用量,RPC 材料也只占HSC 和普通混凝土的1/3与1/4。
表3 同等承载力条件下不同材料性能比较2.4 良好的经济效益按当地(福州地区)可比价格计算,尽管FRPC 的价格是普通混凝土的2.4倍,是高强混凝土的1.95倍,采用FRPC200粉末混凝土仍比普通混凝土节省37.2%,比高强混凝土节省35.6%,经济效益是十分巨大的,这里还不包括因为重量减轻节省的施工成本、加快资金周转等间接的经济效益,也不包括因为FRPC 可以直接承受剪力,取消构件中的附加抗剪钢筋。
3 RPC的工程结构应用[7]3.1 预应力结构领域RPC200有极高的抗压强度、弹性模量和开裂强度使预应力筋的强度得以充分利用,无需配防止预拉应力下发生开裂的预应力筋,并使锚具下的承压面不致发生过大的压缩变形,可大大减少预应力损失。
RPC200的另一显著特性是徐变和收缩现象极其微小,这使其预应力构件中由于材料收缩、徐变引起的预应力损失值降至最大。
可以说RPC200在预应力利用中有良好的应用前景。
为解决在铁路轨道接头处和小半径曲线段预应力轨枕破坏较严重的问题,用RPC试制的预应力轨枕,静载抗裂度有明显提高,疲劳性能明显改善。
3.2 预制结构产品领域使用RPC200可以有效减小结构自重,在具有相同抗弯能力的前提下,RPC200结构的重量仅为钢筋混凝土结构的1/2~1/3,几乎与钢结构相近。
因此,完全可以用RPC来代替铸铁,生产现有许多铸铁制品,如井盖、水算子、模具等,可以大幅度降低制品的自重,而不影响使用效果[8]。
工程实例有世界上第一座以RPC为材料的步行/自行车桥(图1)位于加拿大魁北克省的谢布洛克(Sherbrooke)市。
该桥于1996~1997年期间建成的。
采用RPC钢管混凝土桁架桥结构。
桥跨度60m,桥面宽4.2m。
桥面板厚为30mm,每隔1.7m设置高70mm的加强肋。
桁架腹杆市直径为150mm、壁厚为3mm的不锈钢管、内灌RPC200。
下弦为RPC双梁,梁高380mm;均按常规混凝土工艺预制。
每个预制段长10m、高3m,运到现场后用后张预应力拼装。
采用RPC的桁架桥,大大减轻了自重,提高了在高湿度环境、频繁承受冰盐腐蚀与抗冻融循环作用下的耐久性能。
3.3 抗震结构领域RPC200可以作为一种很有前途的抗震结构材料。
这是由于更轻的结构系统降低了惯性荷载;结构构件横截面高度的减少允许构件在弹性范围内发生更大的变形;极高的断裂能及高韧性使结构构件可以吸收更多的地震能。
应用于框架节点将极大提高节点的抗震承载力,并彻底解决节点区钢筋过密、箍筋绑扎困难和混凝土难以浇筑密实等问题。
3.4 钢管混凝土领域无纤维RPC制成的钢管混凝土,具有极高的抗压强度、弹性模量和抗冲击韧性,用它来做高层或超高层建筑的支柱,可大幅度减少截面尺寸,增加建筑物的使用面积与美观。
利用钢管侧限无纤维RPC,使其在凝固前受到压缩,夹杂其中的空气及早期的化学收缩大都被排除,此外在压缩期间,某些拌合水也被挤出,使RPC的水胶比得以降低,从而提高了密实度。
此外,由于影响RPC成本的主要因素是钢纤维的价格,故无论是从力学观点,还是从经济角度考虑,无纤维RPC钢管混凝土都具有很大发展潜力。
3.5 覆面镶板领域因RPC中不含粗骨料而具有高密实性与良好的工作性能,使其与模板相接触的表面具有很高的光洁度,外界的有害物质很难侵蚀到RPC中,而且RPC中的着色剂等组份也不易向外折开利用,这一特点可制作5~15mm厚的建筑物覆面镶板,这一类型的产品目前在色彩、构造及外形上都具有多样性。
在市政工程中可以利用RPC200的高强度制成井盖,厚度差不多在30mm,比起一般的铸铁井盖更为经济实用,且力学性能更好。
RPC比HSC的内部结构更为密实,且空隙率与多余水分也都较少,所以抗火性能比HSC强,可用于抗高温材料制作。
但其高温下的破坏现象和机理目前还没有相关研究,急需开展初步的实验研究,以核定RPC的抗火能力。
3.6 核电站工程领域由于RPC的空隙率极低,它不但能够防止放射性物质从内部泄漏,而且能够抵御外部侵蚀性介质的腐蚀,因此是制备新一代核废料储存容器的理想材料。
法国就利用RPC这一性能对一座核电厂的冷却塔进行了改造。
冷却塔的内部结构是由横纵梁交错构成的桁架支撑引导废液的倾斜面板。
因为废料的侵蚀性极强,所以利用RPC材料抗渗透性能好的特点,来替换原来已被严重腐蚀的桁架梁。
3.7 大跨圆形屋顶结构领域在房屋建设中,采用RPC200设计建造的大跨球形圆顶,可制成直径为120m的净空,这一建筑的设计原则是:由RPC200预制的后张法预应力拱形梁连接其周围的预应力梁而组成环形伞状支撑结构。
用30mm厚的RPC200硬化板覆盖于拱梁上形成屋顶。
梁板间像瓦那样相互交叠,预制板间留出空隙排放雨水。
这一建筑结构中由梁和板组成的屋盖纵平均厚度仅为0.10m。
3.8 下水道系统工程领域由于RPC良好的耐磨性能和低渗透性,可用于生产各种耐腐蚀的压力管和排水管道,在美国的下水道系统工程中得到广泛的发展和应用。
为适应各种不同特点和用途的压力管道,已开发出多种施工技术和方法。
对于水平压力管道,采用离心浇注法,充分利用了RPC 的高抗压强度、水密性和低渗透性。
在竖直压力管道中采用湿法浇注有效地利用了RPC的气密性,减小了空气渗透。
用于制造涵洞和下水道的施工方法“干法浇注”和“顶部顶进灌浆浇注法”正在进一步的完善中。
3.9 水工建筑物领域在水工建筑物中,主要将RPC用于提高坝面的抗渗性能和抗裂性能,以及高速水流作用的部位,如溢洪道、泄水孔、有压输水道、消力池、闸底板等。
在国外许多坝用RPC进行修补,纤维体积掺量一般在1.5%~3.0%,在经过一年运行后检查,没发现严重的磨蚀和剥落。
工程实现表明RPC有很强的抗气蚀能力和抗冲磨能力。
可以抵抗严酷条件下的气蚀和冲磨作用。
例如在葛洲坝二江泄水闸和映秀湾电站拦河闸底板修补中试用,效果突出。
3.10 港口和海洋工程领域人们最担心的是海水环境中RPC的腐蚀问题,所以对这一领域中的应用持慎重态度。
然而日本和挪威的试用经验是令人鼓舞的。
在日本用RPC做钢管桩防蚀层,在海水中浸泡实验表明RPC有很强的防蚀能力,刚管桩表明无锈蚀仍有金属光泽。
在国外还用于海底输气管道的隧洞衬砌、海底核废料库的支护、海上采油平台后张预应力管道孔的封堵以及码头混凝土受海水腐蚀部位的修补等。
4 RPC的应用前景与当前存在的关键技术问题RPC集钢材强度大、韧性高和传统混凝土抗火、抗腐蚀性强的优点于一体。
目前,它的应用已经进入到桥梁与路面工程、建筑工程、水利工程、特种结构多个领域。
历史已经多次证明,一种新材料的问世,必然伴随着从本构关系、计算方法、到测试技术,新理论新技术的发明或发现,必然伴随着一个产业链的诞生,同时,也重新排列着各国的技术位置。
我国的当务之急必须首先在实际工程中成功应用。
当前RPC研究中存在的关键技术问题:(1)界面问题。
在长期的实验研究中,我们感觉到纤维与基质的界面问题是制约FRPC200发展的关键问题。
(2) RPC的宏细观本构关系,至今仍无明确公认的新的力学计算模型,使当前的工程应用仍限于参考纤维高强混凝土加上经验估算的方式进行,实际上这已经阻碍了工程应用,也阻碍了性能更好的FRPC材料本身的发展。
(3)发展针对新材料RPC的活性测试技术,作为传统力学参数实验的补充和发展。
当前必需解决的是相对稳定的操作规程和相应的数据解释文件及标准参考值。
(4)在工程应用方面还欠缺工程经验和工程规范。
(5)大比尺构件模型实验结果与实际原型工程测试结果的对比资料仍然是一片空白。
因此,FRPC的研究工作必须继续进行艰苦的努力,任重而道远。