文 献 综 述
- 混凝土发展过程概述
19世纪20年代，低强度的普通混凝土问世。到20世纪70年代，由于高效减水剂的发展，使混凝土在较低水灰比的条件下成型密实而获得较高强度的水泥基复合材料，即高强混凝土。此后，矿物硅粉等胶凝材料的掺入改善了混凝土粗集料的界面结构，降低了孔隙率，使得混凝土力学强度以及各方面的耐久性增强，即高性能混凝土[1]。随着混凝土强度和性能的提高，抗拉强度低、韧性差等混凝土固有弱点越来越突出。作为解决方法，则向混凝土中掺入抗拉强度高，断裂伸长率大，抗碱性好的各种纤维，使混凝土具有良好的抗拉、抗弯强度及韧性[2]。90年代，基于高强混凝土的实践，法国人Pierre Richard和Marcel Cheyrezy采用“高致密水泥基均匀体系”（DSP）模型，集高强、高性能及纤维混凝土的优势于一体，根据最紧密堆积原理，剔除粗骨料，采用粒径为400-600um的石英砂为骨料，掺入适量短纤维和活性矿物掺合料，配以成型施压、热处理养护等制备方法，得到强度和其它性能优异的活性粉末混凝土，其抗压强度可达200-800MPa，断裂能可达40KJ/㎡[3][4]。
- 超高强度活性粉末混凝土
1.什么是活性粉末混凝土
活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，简称RPC）材料是一种新型的无机非金属复合材料，具有低密度、高韧性、高强度等特点，由于提高了组分的细度和反应活性，因此被称为活性粉末混凝土。活性粉末混凝土一般是由级配良好的细石英砂，水泥，超细石英粉，硅灰，高效减水剂等原材料组成，为达到韧性要求，还可加入钢纤维。在成型、凝结、硬化过程中，可适当采取加压、加热等辅助工艺来进行制备。
2.各种原材料的作用和特点
其中，细石英砂在活性粉末混凝土中充当主要集料的功能，为保证性能，粒径大小应控制在150到600微米之间，同时也避免与水泥颗粒粒径（10到100微米）冲突，因此需要对原砂过筛。水泥作为胶凝材料，需要与减水剂相容，其次不能太细（需水量大），含硅量不应太高（缓凝厉害），通常选择C3A含量高的水泥。对于RPC的热处理过程磨细石英粉是不可缺少的组分，其粒径接近于水泥（平均10微米）。活性材料一般可以使用硅灰，粉煤灰，矿渣等组成，具有高活性，会与水泥水化产物进行二次水化反应，同时还起到填充不同粒径颗粒间隙的作用。向RPC中加入钢纤维的目的，则是为了提高其延性和韧性[5]。归纳了几种原材料组分的特点和作用后，福州大学的何雁斌等人还介绍了当地市面上常见的原材料商品品种[6]，提供了选择的经验。
3.RPC的配制原理
为了是RPC达到高强度，关键是提高它的整体密实度。RPC通过采用细石英砂，去除了粗骨料，在整体上提高了基体的匀质性。通过优化颗粒的级配，使颗粒间的空隙减小以达到高的密实度。凝固前和凝固期间加压以排除多余孔隙，减少微裂纹等缺陷的产生。凝固后以热养护改善微结构。为提高韧性，可参加适量的钢纤维[7]。
4.RPC的强度
根据组分和制备条件不同，RPC分为RPC200和RPC800两级。其中RPC200的热养护是在混凝土凝固后加热进行的，采用标准养护或蒸气养护，抗压强度达 170-230MPa。而RPC800经加压成型和250-400℃高温养护，抗压强度可达500-800MPa。目前RPC200系列已较为成熟，而为了承担高应变速率、高速冲击荷载、瞬间高温的极端条件下服役，则需要具有RPC400-600新型材料，因此对RPC400-600增韧增强机理开展研究是当前研究热点，意义重大。
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