2019年6期
       

常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验研究
引用文献：

寇佳亮 陈俊豪 张浩博. 常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验研究[J]. 建筑结构，2019，49（6）：92-97.

Kou Jialiang Chen Junhao Zhang Haobo. Orthogonal test study on mechanical properties of reactive powder concrete under room temperature curing condition[J]. Building Structure，2019,49（6）：92-97.

作者：寇佳亮 陈俊豪 张浩博
单位：西安理工大学土木建筑工程学院 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室
摘要：通过常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验, 选用普通硅酸盐水泥和超细矿渣粉作为主要胶凝材料, 研究了水胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、石英粉掺量、胶砂比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度等基本力学性能的影响。试验结果表明, 水胶比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土的力学性能影响最为显著, 粉煤灰掺量对改善活性粉末混凝土的抗压和抗折性能效果最好。在此基础上, 以常温养护条件下活性粉末混凝土的高强度为目标, 通过大量的力学试验, 得到优化的最佳因素水平组合为水胶比0.18、粉煤灰掺量20%、硅灰掺量25%、石英粉掺量20%、胶砂比1∶1.0、钢纤维掺量3.0%、减水剂含量2.0%。
关键词：活性粉末混凝土 常温养护 抗压强度 抗折强度 正交试验
作者简介：寇佳亮, 博士, 副教授, Email:jialiangkou0918@163.com。
基金：国家自然科学基金资助项目(51408487);中国住建部科学技术资助项目(2014-K2-037);中国博士后科学基金第56批面上资助项目(2014M562437);陕西省自然科学基金资助项目(2014JQ7292);陕西省教育厅专项科学研究计划资助项目(14JK1516);陕西省博士后科学基金资助项目,西安市建设科技项目(SJW2015-09);西安理工大学科学研究计划资助项目(118-211403)

0 引言

　　 活性粉末混凝土[1] (Reactive Powder Concrete, 简称RPC) 是以水泥为主要胶凝材料, 加入适量的矿物掺合料及外加剂形成的一种高强度、高耐久性及高韧性的新型水泥基复合材料。在土木工程领域中, 我国高层建筑和大跨结构[2]的迅速发展为RPC的广泛应用提供了巨大的市场, 而且其在结构、桥梁改造以及特种结构工程中也具有广泛的应用前景。

　　 当前, 国内外学者对RPC的力学性能及其优化进行了大量研究, 如RPC的工作性能[3]、流动性能[4]、力学性能[5]等物理力学性能, 以及在硫酸盐侵蚀[6]、冻融循环[7]、氯离子渗透[8]条件下的耐久性能等。Marcel cheyrezy等[9]研究了RPC的微观结构, 发现了其高强度和高耐久性的工作机理。何峰等[10]通过研究养护制度对RPC强度的影响, 发现热养护有利于提高混凝土的抗压强度, 从而获得高强、超高强混凝土。谢友均等[11]研究了掺超细粉煤灰对RPC力学性能的影响, 研究结果表明:胶砂比、钢纤维直径以及掺量均对混凝土的抗折、抗压强度有一定的影响。姚志雄等[12]通过三点弯曲梁法测试了钢纤维、混杂纤维增强RPC试件的断裂性能, 试验结果表明, 钢纤维对RPC试件的增强增韧效果显著, 而混杂纤维的效果更佳。

　　 大多数研究者在研究过程中均采用高标号水泥和加压成型工艺、蒸汽养护或高温养护等配制出高强度RPC, 但其成本高昂且不利于广泛推广使用。基于此, 本课题组在常温养护条件下, 采用磨细固体废弃物如粉煤灰、矿渣粉等代替部分水泥、硅灰, 通过正交试验, 综合研究分析水胶比、胶砂比以及硅灰、粉煤灰等掺量对RPC的7d和28d强度的影响, 优化选出最佳的因素水平组合, 可为今后工程实际应用提供参考。

1 试验方案

1.1 试验材料

　　 水泥采用某公司P.O42.5普通硅酸盐水泥, 水泥物理性能指标见表1;矿渣粉为S95级矿渣粉, 其性能指标见表2;粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰, 由陕西某电厂生产, 其性能指标见表3;硅灰采用的是由甘肃某公司生产的S90级硅灰, 其性能指标见表4;石英粉性能指标见表5;砂为普通河砂, 利用筛子剔除粒径为2.5mm以上的颗粒, 表观密度为2 653kg/m3, 细度模数为2.67, 属中砂, 级配良好;水为西安自来水;钢纤维长为12～13mm, 直径为0.22mm, 抗拉强度为2 850MPa;减水剂为聚羧酸高效减水剂, 固含量为20%, 淡黄色液体。

　　 P.O42.5水泥的物理力学性能指标 表1


标准稠
度用水
量/%		 密度
/ (g/cm3)		 安定
性
凝结时间
/min		 抗折强度
/MPa		 抗折强度
/MPa

初凝		 终凝 3d 28d 3d 28d
26.0 1.50 合格 208 260 3.5 6.5 16.0 42.5

　　  

　　 矿渣粉的物理力学性能指标 表2


掺合料		 密度
/ (kg/m3)		 比表面积
/ (m2/kg)		 需水量
/ (kg/m3)
活性指数/%

7d		 28d

矿渣粉		 2.85 438 98 46 65.2

　　  

　　 粉煤灰的物理力学性能指标 表3

掺合料 含水
率/%		 密度
/ (kg/m3)		 细度
/%		 烧失量
/%		 比表面积
/ (m2/kg)		 需水比
/%
活性指数/%

7d		 28d
粉煤灰 0.8 2.78 16.7 7.2 621 97 46 65.2

　　  

　　 硅灰的物理力学性能指标 表4

掺合
料		 二氧化硅
含量/%		 含水量
/%		 烧失量
/%		 比表面积
/ (m2/kg)		 松散密度
/ (kg/m3)		 需水比
/%		 28d活
性指数
/%

硅灰		 91 0.4 1.8 26 500 1.8 26 500 97

　　  

　　 石英粉的物理力学性能指标 表5

掺合料 二氧化硅
含量/%		 粒径
/μm		 白度 熔点
/℃		 沸点
/℃		 密度
/ (g/cm)		 莫氏
硬度

石英粉		 97 0.2 70 1 750 2 230 2.2 7

　　  

1.2 试验方法

　　 依据《活性粉末混凝土》 (GB/T 31387—2015) [13]对RPC进行抗压和抗折试验。其抗压强度检测方法依据《建筑砂浆基本性能试验方法标准》 (JGJ/T 70—2009) [14]进行, 采用70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试块, 如图1所示。其抗折强度检测方法依据《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) 》 (GB/T 17671—1999) [15]进行, 采用40mm×40mm×160mm棱柱体试块, 如图2所示。试验机器为WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机, 如图3所示。

图1 抗压试件

　　 图1 抗压试件

　　  

图2 抗折试件

　　 图2 抗折试件

　　  

图3 WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机

　　 图3 WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机

　　  

　　 按照《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) 》 (GB/T 17671—1999) 进行RPC的搅拌, 先将水泥、矿渣粉、粉煤灰、硅灰等粉体材料充分搅拌4min后, 再将水和减水剂的均匀拌合物加入其中再搅拌4min, 然后把钢纤维均匀投入固态混合物中, 以防止结团, 继续搅拌4min, 从而得到RPC。装入模具后, 试块放在振动台上振动2min (振动频率50Hz) , 振动完毕后抹平并标记。RPC装模后静置24h, 然后进行拆模, 将试块放在标准条件下养护到规定龄期后进行强度试验。

1.3 正交试验设计

　　 本试验采用正交试验方法, 选取水胶比A、粉煤灰掺量B、硅灰掺量C、石英粉掺量D、胶砂比E、钢纤维掺量F和减水剂含量G七个因素。本试验采用混合水平正交表, 因为混凝土试验中水胶比是对强度和流动度影响很大的因素, 在试验中将水胶比置于混合水平列中, 并定为六个水平位级, 其他的因素定为三个水平位级, 研究各因素对RPC强度的影响, 并优化选出最佳因素水平组合。选用正交表L18 (61×36) 进行正交试验, 因素水平表见表6, 正交试验设计见表7。

　　 正交试验因素水平 表6


水平位级		 A B/% C/% D/% E F/% G/%

1		 0.18 10 20 20 1∶1.0 2.0 2.0

2		 0.20 15 25 23 1∶1.1 2.5 2.5

3		 0.22 20 30 25 1∶1.2 3.0 3.0

4		 0.24 — — — — — —

5		 0.26 — — — — — —

6		 0.28 — — — — — —

　　  

　　 正交试验配合比设计 表7

试验编号 水/g 粉煤灰/g 硅灰/g 石英粉/g 砂子/g 钢纤维/g 减水剂/mL

1		 180 71.5 214.5 164 900 200 25

2		 173.5 107 143 143 771 220 20

3		 186 143 178 178 1 035 240 30

4		 193 71.5 178 143 771 240 25

5		 207 107 214.5 178 1 035 200 20

6		 200 143 143 164 900 220 30

7		 204 71.5 143 178 836 240 20

8		 220 107 178 164 999 200 30

9		 220 143 214.5 143 857 220 25

10		 236 71.5 143 143 929 200 30

11		 240 107 178 178 899 220 25

12		 257 143 214.5 164 857 240 20

13		 260 71.5 214.5 178 800 220 30

14		 251 107 143 164 964 240 25

15		 269 143 178 143 932 200 20

16		 270 71.5 178 164 964 220 20

17		 290 107 214.5 143 932 240 25

18		 280 143 143 178 800 200 30

　　 注:1) 粉煤灰掺量、硅灰掺量为占胶凝材料质量的百分比;2) 石英粉为外掺料, 其掺量和钢纤维掺量、减水剂含量均为占总材料质量的百分比;3) 本试验固定胶凝材料总量为1 000g, 且水泥固定掺量为536g, 矿渣粉固定掺量为178g。

2 试验结果及分析

2.1 RPC的7d强度分析

　　 RPC的正交试验结果见表8。7d强度的极差分析结果见表9。由表9可以看出:影响7d抗折强度的主次因素顺序是:水胶比>钢纤维掺量>减水剂含量>胶砂比>石英粉掺量>粉煤灰掺量>硅灰掺量, 其中水胶比为最重要影响因素, 硅灰掺量的影响最小;影响7d抗压强度的主次因素顺序是:水胶比>粉煤灰掺量>硅灰掺量>石英粉掺量>钢纤维掺量>胶砂比>减水剂含量, 水胶比、粉煤灰掺量和硅灰掺量为重要影响因素, 减水剂含量的影响最小。

　　 正交试验结果 表8


试验
编号		 水胶比 胶砂比
7d强度/MPa		 28d强度/MPa

抗折		 抗压 抗折 抗压

1		 0.18 1∶1.1 35.03 92.44 40.98 114.63

2		 0.18 1∶1.2 36.25 102.01 50.23 135.68

3		 0.18 1∶1.0 35.71 105.59 46.36 130.93

4		 0.20 1∶1.2 33.75 94.01 40.98 116.58

5		 0.20 1∶1.0 25.86 83.98 33.44 104.13

6		 0.20 1∶1.1 26.56 88.13 31.19 109.28

7		 0.22 1∶1.1 33.51 82.66 40.35 102.50

8		 0.22 1∶1.0 30.23 78.62 35.62 97.48

9		 0.22 1∶1.2 24.45 76.00 27.96 94.24

10		 0.24 1∶1.0 22.03 84.90 27.88 105.27

11		 0.24 1∶1.1 23.99 86.27 30.46 106.97

12		 0.24 1∶1.2 30.78 82.06 39.09 101.76

13		 0.26 1∶1.2 20.31 67.81 25.80 84.09

14		 0.26 1∶1.0 23.83 60.07 30.26 74.48

15		 0.26 1∶1.1 20.30 84.07 25.78 104.24

16		 0.28 1∶1.0 21.25 87.96 26.99 109.07

17		 0.28 1∶1.1 21.95 66.95 27.88 83.02

18		 0.28 1∶1.2 19.92 86.23 25.30 106.93

　　  

　　 7d强度极差分析结果/MPa 表9


影响因素		 A B C D E F G

抗折强度
k1		 31.66 27.65 27.02 26.46 27.99 25.47 28.54

k2		 30.72 27.02 27.54 27.95 26.83 26.56 26.89

k3		 29.40 26.29 26.40 26.55 26.13 27.92 25.52

k4		 26.60 — — — — — —

k5		 24.48 — — — — — —

k6		 21.04 — — — — — —

R		 10.62 1.36 1.14 1.49 1.86 2.45 3.02

抗压强度
k1		 90.02 84.97 84.00 84.66 84.12 81.89 85.13

k2		 88.71 79.65 87.42 81.55 82.50 84.70 83.42

k3		 86.09 85.01 83.21 85.42 82.00 85.04 83.08

k4		 84.41 — — — — — —

k5		 82.65 — — — — — —

k6		 80.38 — — — — — —

R		 9.64 5.36 4.21 3.88 2.12 3.15 2.04

　　 注:ki为任意列上水平号为i时所对应的试验结果之和;R为极差, 等于k1, k2, …, k6的各个平均值中的最大值减去最小值之差。

　　 由7d抗折强度因素极差分析结果 (图4 (a) ) 可以看出, 随着水胶比、粉煤灰掺量、胶砂比和减水剂含量的增大, 7d抗折强度均降低;随着钢纤维掺量的逐渐增加, 7d抗折强度一直增加;随着硅灰掺量和石英粉掺量的增加, 7d抗折强度先降低后增加。因此7d抗折强度的最优因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量10%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量23%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量3.0%。

图4 7d抗折强度和抗压强度因素极差分析结果

　　 图4 7d抗折强度和抗压强度因素极差分析结果

　　  

　　 由7d抗压强度因素极差分析结果 (图4 (b) ) 可以看出, 随着水胶比和减水剂含量的逐渐增加, 7d抗压强度在降低, 水胶比过大会增加其流动度, 进而使得拌合料发生离析的现象, 造成试块成型不均匀, 影响强度。减水剂含量的增加会导致RPC出现泌水现象, 不仅会影响水泥正常水化还会增加混凝土内部的空隙, 同样会使其强度降低;随着硅灰掺量的增大, 7d抗压强度先增大后有所降低;随着粉煤灰掺量和石英粉掺量的增加, 7d抗压强度先降低后出现增大趋势;随着钢纤维掺量的增加, 7d抗压强度有所增大, 可见钢纤维掺量对RPC抗压强度的影响也很明显;胶砂比对7d抗压强度影响不明显。因此7d抗压强度的最优因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量20%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量25%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。

　　 通过以上分析可以得出, 7d抗折强度和7d抗压强度取最大值时, 水胶比为0.18;粉煤灰掺量在7d抗折强度影响因素中排在第六位, 在7d抗压强度影响因素中排第二位, 7d抗折强度取最大值时粉煤灰掺量取10%或20%, 当粉煤灰掺量取10%时, 7d抗折强度比取20%时提高了4.9%, 而粉煤灰掺量取10%时7d抗压强度与粉煤灰掺量为20%时基本持平, 所以粉煤灰掺量取10%;硅灰掺量在7d抗压强度影响因素中排第三位, 对7d抗折强度为不重要因素, 因此粉煤灰掺量取25%;石英粉掺量在7d抗折强度影响因素中排在第五位, 在7d抗压强度影响因素中均排第四位, 均为不重要因素, 此时石英粉掺量取23%或25%, 当石英粉掺量取25%时, 7d抗折强度比取23%时减少了5.2%, 而7d抗压强度比取23%时增大4.8%, 所以石英粉掺量取23%;胶砂比取1∶1.0;钢纤维掺量取3%;减水剂含量在7d抗折强度影响因素中排第三位, 对7d抗压强度为不重要因素, 此时减水剂含量取2.0%或3.0%, 当取2.0%时, 7d抗折强度比取3.0%时增大10.5%, 而7d抗压强度比取3.0%时增大2.4%, 所以减水剂含量取2.0%。因此, 7d抗折强度和抗压强度最佳因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量10%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量23%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。

2.2 RPC的28d强度分析

　　 由28d强度的极差分析结果 (表10) 可以得出:影响28d抗折强度的主次因素顺序是:水胶比>减水剂含量>钢纤维掺量>胶砂比>粉煤灰掺量>硅灰掺量>石英粉掺量, 水胶比、胶砂比和钢纤维掺量为重要影响因素, 石英粉掺量的影响最不重要;影响28d抗压强度的主次因素顺序是:水胶比>硅灰掺量>胶砂比>粉煤灰掺量>石英粉掺量>减水剂含量>钢纤维掺量, 水胶比、硅灰掺量和胶砂比为重要因素, 钢纤维掺量的影响最小。

　　 28d强度极差分析结果/MPa 表10


影响因素		 A B C D E F G

28d
抗折强度
k1		 45.86 33.83 34.20 33.45 35.98 31.50 36.17

k2		 39.20 34.65 34.36 34.02 32.66 32.10 32.77

k3		 36.64 32.61 32.53 33.62 32.45 35.49 32.15

k4		 32.48 — — — — — —

k5		 27.28 — — — — — —

k6		 26.72 — — — — — —

R		 19.13 2.04 1.84 0.57 3.53 3.99 4.02

28d
抗压强度
k1		 127.08 105.36 105.69 106.50 109.56 105.45 107.09

k2		 116.00 100.29 110.88 101.12 102.30 106.55 103.44

k3		 110.07 107.90 96.98 105.92 101.68 107.54 103.02

k4		 104.67 — — — — — —

k5		 99.67 — — — — — —

k6		 87.60 — — — — — —

R		 39.48 7.60 13.90 5.39 7.88 2.10 4.07

　　  

　　 由28d抗折强度因素极差分析结果 (图5 (a) ) 可以看出, 随着粉煤灰掺量和石英粉掺量的增大, 28d抗折强度先增大后降低;随着水胶比、胶砂比和减水剂含量的增加, 28d抗折强度一直在降低;随着钢纤维掺量的增加, 28d抗折强度一直在增加。因此28d抗折强度最优因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量15%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量23%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。图6为28d抗折破坏试件, 由图6可以看出, 试件成型比较均匀, 而且韧性极好, 只产生了少量微裂缝, 不会出现断裂现象。

图5 28d抗折强度和抗压强度因素极差分析结果

　　 图5 28d抗折强度和抗压强度因素极差分析结果  

图6 抗折破坏试件

　　 图6 抗折破坏试件

　　 由28d抗压强度因素极差分析结果 (图5 (b) ) 可以看出, 随着硅灰掺量的增大, 28d抗压强度先增大后降低, 因为掺加适量的硅灰, 其活性成分与Ca (OH) 2反应会生成C-S-H胶凝, 并填充水泥空隙, 改善混凝土内部结构, 使得试件更加密实, 从而增加其强度;随着水胶比、胶砂比和减水剂含量的增加, 28d抗压强度一直在降低;随着粉煤灰掺量和石英粉掺量的增加, 28d抗压强度先降低后增大。随着钢纤维掺量的增加, 28d抗压强度一直在增加;因此28d抗压强度最优因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量20%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量20%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。图7为28d抗压破坏试件, 由图7可以看出, RPC试件在达到极限抗压强度后的破坏现象只是表层的起裂, 并没有像普通混凝土试块那样出现大面积脱落。由此可见, RPC试件的韧性较好, 究其原因主要是活性材料的填充和钢纤维的连桥共同作用, 这也是它抗压强度较强的主要原因。

图7 抗压破坏试件

　　 图7 抗压破坏试件

　　 通过以上分析可以得出, 28d抗折和抗压强度取最大值时, 水胶比取0.18;粉煤灰掺量在28d抗折强度影响因素中排在第五位, 在28d抗压强度影响因素中排在第四位, 但是当粉煤灰掺量取15%时, 28d抗折强度比取20%时增大5.8%, 而28d抗压强度比取20%时减小了7.5%, 所以粉煤灰掺量取20%;硅灰掺量取25%;石英粉在28d抗折强度影响因素中排第七位, 在28d抗压强度影响因素中排第五位, 此时石英粉掺量取20%或23%, 当石英粉掺量取20%时, 28d抗折强度比取23%时减小了1.7%, 而28d抗压强度比取23%增大了5%, 所以石英粉掺量取20%;胶砂比取1∶1.0;钢纤维掺量取3.0%;减水剂含量取2.0%。因此, 对于28d抗折、抗压强度的综合分析, 得出其最佳因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量20%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量20%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。

2.3 RPC强度综合分析

　　 由以上分析可得, 对于RPC的7d强度, 其最佳的因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量10%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量23%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。对于PRC的28d强度, 其最佳的因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量20%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量20%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。综合以上分析, 考虑到工程实际应用和经济性, 以28d强度为控制目标, 以7d强度为参考, 优化后选取的最佳组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量20%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量20%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂含量2.0%。

3 结论

　　 本文选用普通硅酸盐水泥和超细矿渣粉作为主要胶凝材料, 通过常温养护条件下RPC力学性能正交试验, 研究了水胶比、粉煤灰、硅灰、石英粉、胶砂比、钢纤维和减水剂对RPC抗压强度和抗折强度等基本力学性能的影响, 得出如下结论:

　　 (1) 水胶比、钢纤维和减水剂对RPC的力学性能影响最为显著, 粉煤灰改善RPC的抗压和抗折性能效果最好。在此基础上, 以常温养护条件下RPC的高强度为目标, 通过大量的力学试验, 得到优化的最佳因素水平组合为水胶比0.18, 粉煤灰掺量20%, 硅灰掺量25%, 石英粉掺量20%, 胶砂比1∶1.0, 钢纤维掺量3.0%, 减水剂掺量2.0%。

　　 (2) 从影响RPC综合性能来看, 水胶比、钢纤维和减水剂对其影响作用最为显著, 硅灰和粉煤灰较为显著, 石英粉和胶砂比的影响作用较小。

　　 (3) 水胶比和减水剂含量对RPC流动度的影响较大, 随着流动度的增加, RPC抗压强度和抗折强度都有所降低, 而且减水剂含量对RPC抗折强度要比抗压强度的影响大。

　　 (4) 粉煤灰掺量、硅灰掺量对PRC的7d强度影响较大, 尤其是抗折强度, 对PRC的28d强度影响较小。

　　 (5) 石英粉掺量和胶砂比对RPC强度的贡献较低。但是随着砂子掺量的增大, RPC流动度会下降。

　　 (6) 随着钢纤维掺量的增加, RPC抗折强度和抗压强度都有一定的增长。

　　  

参考文献[1] RICHARD P, CHEYREZY M. Reactive powder concrete with high ductility and 200MPa～800MPa compressive strength[S].San Francisco:ACI SP, 1994: 507-518.
[2] 徐培福, 傅学怡, 王翠坤, 等.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
[3] BAYARD O. Fracture mechanics of reactive powder concrete: material modelling and experimental investigations [J]. Engineering Fracture Mechanies, 2003, 70 (7-8) :839-851.
[4] PIERRE RICHARD, MARCEL CBEYREZY. Composition of reactive powder concrete[J]. Cement and Concrete Research, 1995, 25 (7) :1501-1511.
[5] 屈文俊, 邬生吉, 秦宇航.活性粉末混凝土力学性能试验[J].建筑科学与工程学报, 2008, 25 (4) :13-18.
[6] FEYLESSOUFI A.Water environment and nano-structural network in a reactive powder concrete[J]. Cement and Concrete Composites, 1996, 18 (1) :23-29.
[7] MASAYASU OHTSU. Damage evaluation in freezing and thawing test of concrete by elastic-wave methods [J]. Materials and Structures, 2011, 44 (10) :1725-1734.
[8] 陈正, 杨绿峰, 冯庆阁, 等.高性能混凝土的氯离子扩散及服役寿命研究[J].建筑材料学报2010, 13 (2) :222-227.
[9] MARCEL CHEYREZY, VINCENT MARET, LAURENT FMUIN.Microstructural analysis of RPC (reactive powder concrete) [J]. Cement and Concrete Research, 1995, 25 (7) :1491-1500.
[10] 何峰, 黄政宇.养护制度对活性粉末混凝土 (RPC) 强度的影响研究[J].混凝土, 2000 (2) :31-34.
[11] 谢友均, 刘宝举, 龙广成. 掺超细粉煤灰活性粉末混凝土的研究[J]. 建筑材料学报, 2001, 4 (3) :280-284.
[12] 姚志雄, 周健. 纤维增强活性粉末混凝土 (RPC) 断裂能的研究[J]. 建筑材料学报, 2005, 8 (4) :356-360.
[13] 活性粉末混凝土: GB/T 31387—2015[S].北京:中国标准出版社, 2015.
[14] 建筑砂浆基本性能试验方法标准:JGJ/T 70—2009[S]. 北京:中国标准出版社, 2009.
[15] 水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) : GB/T 17671—1999[S]. 北京:中国标准出版社, 1999.
Orthogonal test study on mechanical properties of reactive powder concrete under room temperature curing condition
Kou Jialiang Chen Junhao Zhang Haobo
(School of Civil Engineering and Architecture, Xi′an University of Technology State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region, Xi′an University of Technology)
Abstract: Through orthogonal test of mechanical properties of reactive powder concrete under room temperature curing condition, ordinary Portland cement and superfine slag powder were selected as main cementing materials. The effects of water-cement ratio, fly ash content, silica fume content, quartz powder content, cement-sand ratio, steel fiber content and water reducer content on the compressive strength and flexural strength of reactive powder concrete were studied. The test results show that water-cement ratio, steel fiber content and water reducing content have the most significant effect on the mechanical properties of reactive powder concrete, and fly ash content has the best effect on improving the compressive and flexural properties of reactive powder concrete. On this basis, aiming at the high strength of reactive powder concrete cured at room temperature, through a large number of mechanical tests, the optimum combination of factors was obtained as follows: water-cement ratio of 0.18, fly ash content of 20%, silica fume content of 25%, quartz powder content of 20%, cement-sand ratio of 1∶1.0, steel fiber content of 3.0%, and water reducer content of 2.0%.
Keywords: reactive powder concrete; room temperature curing; compressive strength; flexural strength; orthogonal test
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