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 刘利萍Summary：通过原材料的比选，要使混凝土达到既能满足质量要求，又内实外美的效果，同时又使成本降到最低，混凝土施工配合比的选择至关重要，对整个工程造价起着决定性的作用。Key：RPC活性粉末混凝土；原材料选择；成本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RP...
刘利萍
Summary：通过原材料的比选，要使混凝土达到既能满足质量要求，又内实外美的效果，同时又使成本降到最低，混凝土 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 配合比的选择至关重要，对整个工程造价起着决定性的作用。
Key：RPC活性粉末混凝土；原材料选择；成本
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TB10210-2001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120000cm3/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。在RPC中，掺入适量的微硅粉，可起到如下作用：（1）显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。（2）具有保水、防止离析、泌水的作用。（3）显著延长砼的使用寿命。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍。（4）是高强砼的必要成份，查了一些资料，目前已有C150砼的工程应用。（5）具有约5倍水泥的功效，还可提高耐久性。（6）可有效防止发生砼碱骨料反应。硅粉在混凝土中同时起填充材料和火山灰材料使用。硅粉的掺量是根据所用硅粉、水泥种类和骨料性质而定，硅粉掺量大会产生干缩。平均粒径为0.1~0.2μm的硅灰。
1.4减水剂
应采用符合国家标准《混凝土外加剂》（GB8076-1997）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的有关规定，要求与所用水泥及活性复合掺和料的适应性良好，性能指标要求：减水率不得低于29%，碱含量不得大于3.5%，含气量小于2%。不得含有氯离子。经检验合格并经试配拌合物性能满足有关要求后方可使用。外加剂掺量由试验确定。
1.5短细钢纤维的选取
纤维采用活性粉末混凝土专用短细钢纤维，直径0.18~0.22mm，长度12~14mm，抗拉强度不低于2850Mpa，其他性能满足《钢纤维混凝土》（JG/T3064-1999）的要求，掺入钢纤维可以提高韧性和延性。
在强度和耐久性满足要求的前提下，我试验室在原材料选择时进行了成本分析与比较。
2RPC活性粉末混凝土原材料的成本分析（以RPC130为例）
水泥：翼东闻喜海天P.O42.5，425元/吨
粉煤灰：河南洛阳 I级245元/吨II级175元/吨
矿粉：彤阳 S95305元/吨
硅灰：成都东蓝星 S921800元/吨
石英砂：陕西汉中 0~1mm400元/吨
矿物掺合料：曲沃掺合料 4000元/吨
钢纤维：郑州禹键 12900元/吨
减水剂：山西康特尔 7300元/吨
水：饮用水
RPC活性粉末混凝土无外乎以上原材料的组合使用，使其达到效果最佳，满足强度和耐久性要求。我试验室在多种原材料组合中的2000组试块的试配中抽取以下几组有代表性的数据进行了成本分析。见表一
表一不同原材料组合每方成本汇总表
序号 水泥 矿粉 硅灰 掺合料 石英砂 钢纤维 减水剂 水 坍落度（mm） 扩展度（mm） 成本（元）
1 500 / / 500 1146 96 28 150 230 550 4121.4
2 469 / / 469 1224 96 27 150 230 550 4008.1
3 441 / / 441 1266 96 26 150 230 550 3893.7
4 708 280 105 / 1050 96 28 153 230 550 2445.8
5 705 210 105 / 1050 96 27 153 230 550 2415.8
6 700 150 105 / 1050 96 26 153 230 550 2388.13
表二混凝土强度及耐久性发展变化
序号 4d养强度（Mpa） 28d标养 F500抗冻 抗Cl-渗透（Cul）
1 148.5 149.2 合格 32
2 142.1 143.7 合格 34
3 139.5 140.3 合格 37
4 143.2 144.5 合格 34
5 141.1 142.3 合格 35
6 139.5 140.4 合格 36
经过多组混凝土的试配，最后我确定了所用原材料：水泥、硅粉、矿粉、石英砂、钢纤维、减水剂、水。各项指标均满足规范要示。
目前中国高铁是全球RPC技术推广应用的最大市场，随着近年来对材料特性认识的不断深入和设计经验的积累，RPC的一次性工程造价还在逐步降低。考虑到其所具有的高强度和高耐久性，在整个产品寿命周期内，预计RPC构件的使用总成本将远远低于普通混凝土构件，它在正常使用状况下几乎没有任何维修费用发生，使用成本和维护工作量大幅度降低，显示出极其优异的性能价格比。
Reference
[1] 新型材料在铁路桥梁中的应用前期研究[S].2003G039.
[2] 高速铁路桥面设计研究及高性能构件的研制[S].2004G015.
[3] 客运专线活性粉末混凝土（RPC）材料人行道挡板、盖板暂行技术条件.
-全文完-
浙公网安备 33021202002483