RPC混凝土的优越性能和应用现状

方 磊

(陕西省交通规划设计研究院，陕西 西安 710075)

RPC混凝土的优越性能和应用现状

方 磊

(陕西省交通规划设计研究院，陕西 西安 710075)

介绍了活性粉末混凝土的力学性能，以某一景区简支人行梁桥为例，通过计算分析得出以下结论：RPC混凝土的力学性能远远高于高强混凝土，使用RPC混凝土桥梁具有足够的安全储备。

活性粉末混凝土，桥梁工程，力学性能，应用前景

RPC混凝土是20世纪末法国一家水泥厂家研制的超高性能混凝土，经过20多年的研究和使用经验，工程人员发现这种新型活性粉末混凝土不仅抗压和抗弯折强度高，而且体积稳定性和耐久性以及抗疲劳性都远远高于普通高强混凝土，其优良的抗拉强度使其抗弯强度达到了30 MPa～60 MPa，这是其他高强混凝土难以望其项背的。RPC活性粉末混凝土优越的力学和使用性能使其在土木、核电等工程领域中有广阔的应用市场。

1 RPC的力学性能

RPC具有极高的抗压和抗拉强度，根据各个生产厂家RPC混凝土的材料和生产养护工艺与生产高性能混凝土有较大的不同，造成它们与高性能混凝土制作养护工艺以及力学性能也有较大的差异。现以RPC800与RPC200的力学性能和普通高强混凝土对比为例，其制作养护工艺和力学使用性能与普通高强混凝土的比较结果见表1。

表1 RPC800，RPC200和HPC的力学性能及其制作工艺

众所周知脆性破坏是普通混凝土的一大使用缺陷，也是困扰工程界的一大难题。而掺加了一定体积比钢纤维RPC混凝土的断裂能高达20 000 J/m2～40 000 J/m2，由这些数据可知RPC混凝土的断裂能以及抗弯折强度几乎和金属铝相同，和钢材相比也仅仅低了1个数量级而已,但是造价要比钢材低很多[2]；与其他普通高强混凝土相比，其抗折强度高出1个多数量级，而断裂能高出2个数量级之多。因此，RPC混凝土将会是未来混凝土材料发展的必然方向。

2 应用实例

以某一景区人行天桥为例，通过设计计算最终使用RPC200混凝土代替原有的C50混凝土，并且具有足够的安全储备，以适应节假日人流的巨幅增长。人行天桥跨度20 m，桥面宽度2.0 m，人群设计荷载采用4.0 kN/m2，其截面如图1所示，RPC混凝土层厚80 mm，下部钢箱梁板厚均为8 mm，加劲肋厚度为6 mm，且每隔3 m有一道和加劲肋等高等厚的横向加劲肋。

边界条件为简支梁形式，上层混凝土和钢箱梁的结合处采用栓钉剪力键进行连接，在有限元模型计算时，此结合面节点直接固结耦合，有限元计算模型如图2所示。

混凝土盖板分别采用C50和RPC200进行组合，计算结果如表2所示。

表2 计算结果

由以上计算结果可知：1)当采用混凝土C50时混凝土最大压应力达到35.66 MPa，而规范设计值为23.5 MPa；最大拉应力达到1.81 MPa，接近规范设计值1.95 MPa。2)当采用混凝土RPC200时混凝土最大压应力达到24.63 MPa，远远小于其设计值75 MPa；最大拉应力达到2.02 MPa，远小于设计值15.0 MPa。3)当采用混凝土C50和混凝土RPC时，挠度和钢板最大应力降低明显，但是这两个控制指标均低于设计值。

3 结语

RPC混凝土可以很好的满足人行天桥项目的使用要求，活性粉末混凝土具有普高强混凝土无法比拟的抗拉强度和使用性能，随着RPC混凝土研制技术和施工工艺的日臻完善以及施工技术的不断成熟，它会被越来越广泛的应用于工程领域，具有较大的技术发展和性能提高潜力。

[1] 吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999:10-11.

[2] 吴炎海,何雁斌,杨幼华，等.RPC200的力学性能[J].福州大学学报(自然科学版),2003,31(5):598-602.

[3] 曹 峰,覃维祖.超高性能纤维增强混凝土初步研究[J].工业建筑,1999,29(6):42-44.

[4] 单 波,黄政宇.活性粉末混凝土RPC基本力学性能的试验与研究[D].长沙：湖南大学硕士学位论文，2002.

Reactive Powder Concrete advantages and applications situation

Fang Lei

(ShannxiProvincialTransportPlanningDesign&ResearchInstitute,Xi’an710075,China)

This paper introduced the mechanical properties of Reactive Powder Concrete, taking a scenic area simply supported humanoid girder bridge for example, through the calculation and analysis, obtained the following conclusions: the mechanical properties of RPC was higher than high strength concrete, using RPC concrete bridges had enough safety storage.

Reactive Powder Concrete, bridge engineering, mechanical property, application prospect

2015-06-09

方 磊(1980- )，男，工程师

1009-6825(2015)23-0106-02

TU528

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