张丽丽（中铁十二局集团第一工程有限公司）
摘要：通过采用正交设计试验方法，分别探讨不同的配合比影响因素———水胶比、砂灰比、石英粉掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量、粉煤灰掺量对RPC 混凝土物理力学性能的影响程度，并分析各个配合比影响因素对RPC 物理力学性能影响规律。
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关键词 ：活性粉末混凝土影响因素力学性能
1 概述
在二十世纪末法国人研制成功了一种超高性能的新型水泥基复合材料———活性粉末混凝土(Reactive PowderConcrete，缩写为RPC)，是一种DSP 材料与纤维增强相复合的高新技术混凝土。目前，RPC 已成为国际工程材料领域一个新的研究热点。本课题结合课题组的研究方案，利用正交试验分析找出最佳的配比试验方案，最终确定工艺简单、经济合理的一套RPC 混凝土的制备工艺。
2 实验材料尧设备
2.1 实验材料根据RPC 和纤维混凝土的配制机理，选择确定配制RPC 所需的水泥、石英粉、石英砂、钢纤维、硅灰、高效减水剂等原材料。
2.2 实验设备NJ-160B 双轴双速水泥净浆搅拌机，YH-42B 标准恒温养护箱，JJ-5 行星式水泥胶砂搅拌机，ZT-96 型ISO 水泥胶砂振动台ISO-679，WE-10A 液压式万能试验机，NYL-60 型60 吨压力试验机等。
3 实验方法与现象
3.1 试验采用的配合比根据本课题组的前期试验结果，选取基准配合比为水胶比0.22，砂灰比1.10，石英粉掺量30%、硅灰掺量30%、粉煤灰掺量20%（均为与水泥的质量比），钢纤维掺量2%（占总混合料的体积）减水剂经过试配确定为水泥掺量的2.5%。
3.2 力学试验方法① 抗折试验方法。试验采用WE-10A 液压式万能试验机。加载方法如下：将试件横放置在试验机的下板上，试件中心与压力头压对中，开动试验机，当压头与试件接近时，调节送油阀，使慢速均匀（速度为0.1kN/S）的接进试件，加荷直至试件破坏。②抗压试验方法。试验采用NYL-60 型60 吨压力试验机。加载方法如下：将试件横放置在试验机的下压板上的夹具中，三个光滑面与夹具紧贴，开动试验机，当上压头与夹具接近时，调节送油阀，使慢速均匀（速度为2.5kN/S）的接进试件，加荷直至试件破坏。
3.3 试验现象无纤维RPC 试件的破坏都是突然炸裂而破坏，试件在破坏前，表面无可见裂缝，仅一些稍低强度试件在破坏前，试件内部有较明显的劈裂声，大部分试件破坏瞬间炸裂，并伴随明显的爆鸣声，随着强度提高声音越大。
4 试验结果与分析
抗压和抗折强度结果与分析：
①RPC 混凝土抗压强度计算。抗压强度计算公式（4-1）：
Rc=Fc/A （4-1）
式中，Rc———单个试件抗压强度，MPa；Fc———破坏时的最大荷载，N；A———受压部分面积，即40mm×40mm=1600mm2。
②RPC 混凝土抗折强度计算。抗折强度计算公式（4-2）：
Rf=1.5FtL/b3 （4-2）
式中，Rf———单个试件抗折强度，MPa；Ft———折段时施加在棱柱体中部的荷载，N；L———支柱之间的距离，即100mm；b———棱柱体正方形截面的边长，即40mm。
③RPC 混凝土抗压和抗折强度随水胶比变化的情况见图4-1。
由图4-1 看出，RPC 的抗折强度基本上是随着水胶比的增加而减小的，水胶比为0.18 时对应的抗折强度最高，而水胶比为0.26 时的抗折强度最小。
④RPC 混凝土抗压和抗折强度随砂灰比变化的情况见图4-2。
由图4-2 可以看出砂灰比对RPC 抗压强度的影响趋势是先减小后增大，砂灰比为0.8 时达到最大值，砂灰比为1.1 时抗压强度达到最小值。
⑤RPC 混凝土抗压和抗折强度随石英粉掺量变化的情况见图4-3。
由图4-3 可以看出石英粉掺量对RPC 的抗压和抗折强度基本上都没有什么明显的影响。
⑥RPC 混凝土抗压和抗折强度随硅灰掺量变化的情况见图4-4。由图4-4 可以看出硅灰对RPC 混凝土的抗压和抗折强度的影响规律是随着硅灰掺量的增加，抗压和抗折强度有明显的提高，但是在硅灰掺量为0.4 时，两者均达到最大值，再增加硅灰的掺量，抗压和抗折强度又下降了。
⑦RPC 混凝土抗压和抗折强度随钢纤维掺量变化的情况见图4-5。
由图4-5 可以看出钢纤维掺量的多少对RPC 混凝土的抗压和抗折强度有很大的影响，不掺钢纤维的混凝土抗压和抗折强度远远低于掺入钢纤维的混凝土，而且随着钢纤维掺量的增加，RPC 混凝土的抗压和抗折强度显著的提高。
⑧RPC 混凝土抗压和抗折强度随粉煤灰掺量变化的情况见图4-6。
由图4-6 可以看出粉煤灰对RPC 混凝土抗压强度的影响规律是：粉煤灰掺量由0 变到0.4 时，RPC 抗压强度持续降低。粉煤灰对抗折强度的影响没有明显的规律。
5 结论
①对于RPC 活性混凝土力学性能影响最大的因素是钢纤维掺量，其次是硅灰掺量，再次是水胶比。②水胶比对RPC 的抗压和抗折强度的影响是随着水胶比的增加而减小。③砂灰比对RPC 抗压强度的影响是先减小后增大，对RPC 的抗折强度影响很小。④石英粉掺量对RPC 的抗压和抗折强度基本上都没有什么明显的影响。⑤硅灰对RPC混凝土的抗压和抗折强度随着硅灰掺量的增加有显著的提高。⑥钢纤维掺量的增加对RPC 混凝土的抗压和抗折强度有显著的提高。⑦粉煤灰对RPC 混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增加而降低，对抗折强度没有明显的影响。
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参考文献：
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