高温下复掺纤维RPC立方体抗压性能研究

丙烯纤维（PPF）和钢纤维复掺对RPC高温爆裂的抑制效果，研究了温度和复掺纤维掺量对高温下RPC立方体抗压性能的影响.结果表明：体积掺量2%的钢纤维和0.2%的PPF复掺能有效防止RPC爆裂，高温下立方体RPC的抗压强度也相对较高.100 ℃时RPC的立方体抗压强度比常温低，200～500 ℃时立方体抗压强度相比100 ℃时有所升高，600～800 ℃时立方体抗压强度相对500 ℃时降低.若钢纤维掺量相同，则20～300 ℃时，立方体抗压强度随PPF掺量增大而降低；400～800 ℃时，立方体抗压强度随PPF掺量增大而提高.若PPF掺量相同，则20～100 ℃时，立方体抗压强度随钢纤维掺量的增大而提高；200～800 ℃时，立方体抗压强度随钢纤维掺量的增大而降低；100～400 ℃时复掺纤维RPC的立方体相对抗压强度低于普通混凝土和高强混凝土，400～800 ℃时复掺纤维RPC的相对抗压强度则较大.基于试验结果，拟合出了不同纤维掺量的RPC高温下立方体抗压强度随温度变化的计算公式.

关键词：高温下；活性粉末混凝土；抗压强度；爆裂；钢纤维；聚丙烯纤维

中图分类号：TU528.57文献标识码：ACompressive Properties of Cubes Reactive Powder Concrete

with Hybrid Fibers at Elevated Temperature

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，简称RPC）具有超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性等优点，RPC胶砂件抗压强度可达200～800 MPa[1].高强混凝土由于致密和硬化的水泥浆体使得水蒸汽较难逸出而易于爆裂[2].通过SEM扫描分析表明，200 ℃后，掺加PPF混凝土的纤维熔化，形成众多的孔隙，有利于水蒸汽逸出，降低了爆裂风险[3].掺加1%钢纤维的高强混凝土比普通混凝土有更高的剩余抗压强度、抗折强度和更高的弹性模量，钢纤维能抑制高强混凝土的裂缝开展[4].掺加钢纤维的混凝土也比普通混凝土在高温下有更高的抗压强度，钢纤维可以增加混凝土的极限应变和改善其延性[5].湖南大学的何峰、黄政宇等研究了原材料品种、性质、钢纤维长度和配合比对RPC强度的影响，配制的素RPC胶砂件抗压强度为229.9 MPa[6].200～300 ℃，高温后钢纤维RPC的剩余抗压强度相对室温升高，但是400 ℃后剩余抗压强度相对室温降低[7].但目前对高温下RPC的抗压强度方面的研究还是空白.本文主要研究高温下复掺纤维RPC试块的破坏形态、爆裂规律和抗压强度；对高温下普通混凝土、高强混凝土和RPC的爆裂规律与抗压强度进行了比较分析.通过复掺钢纤维和PPF，揭示高温下RPC的强度和爆裂随温度变化的规律，为研究RPC结构构件的爆炸、火灾下破坏机制和工业化应用提供科学依据.

湖南大学学报（自然科学版）2012年第11期郑文忠等：高温下复掺纤维RPC立方体抗压性能研究1 试验概况

1.1 试验原材料及配合比

水泥：黑龙江省宾州水泥有限公司生产的“虎鼎牌”P.O42.5普通硅酸盐水泥；硅灰：遵义天冠微硅粉回收有限公司产品，SiO2质量分数为94.5%，比表面积20 780 m2/kg；矿渣粉：辽源市金刚水泥有限公司生产的S95级高性能复合掺合料，SiO2质量分数为36.9%，比表面积4 750 cm2/g；石英砂：哈尔滨晶华水处理材料有限公司生产的石英砂，40～70目和70～140目各占50%，SiO2质量分数在99.6%以上；减水剂：山东莱芜纹河化工有限公司的FDN浓缩型高效减水剂，粉剂；钢纤维：鞍山昌宏钢纤维厂的高强钢纤维，平直型，长度为13 mm，等效直径0.22 mm，长径比为59.1；聚丙烯纤维（PPF）：江苏丹阳产丹强丝 ，纤维长度18～20 mm，平均直径45 μm，密度0.91 g/cm3，熔点165 ℃；拌合水：自来水.试验用配合比见表1.