活性粉末混凝 土梁正截面抗裂计算方法 万见明 高 日 (北 京交通 大学 土建学 院 100044) [提 要 ] 目前 对活性 粉末混 凝土梁 的正截 面抗 裂性能 尚缺乏 系统 的研 究 ，钢 纤维 加 入后对 受拉 区混凝 土塑性 变形 的影响也 未做较 为深入 的探讨 。为此 ，在 试验研 究 的基础 上建 立 了活性 粉末 混凝 土梁 的正截 面抗 裂计 算 模 型 ，结 合试验数 据和有 限元 分析结 果 ，提 出活性 粉末 混凝土 梁正截 面抗 裂计算公 式 。 [关键词 ] 活 性粉末 混凝 土 正截 面抗裂 塑性 影响 系数 CalculatingMethodofCrack—resistantCapadtyofReactivePowderConcreteBeams／WanJianming，GaoRi(Schoolof Civil＆ ArchitectureEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China) Abstract：Thecrack—resistantcapacity performance of RPC beam hadn’tbeenresearched systematicallyatpresent，and the efectsofthesteelfiberadded ontheplasticdeformationof theRPC tensionregionhadn’tbeenstudieddeeply．Basedonthe theoreticaland finiteelementanalysis，themodelofthecrack—resistantcapacityof reactivepowderconcretebeamsissetup， andthecalculatingformulaarepresented．Theresultsfrom themethod coincidewellwith thosefrom the tests． Keywords：reactivepowderconcrete；crack—resistantcapacity；plasticinfluencecoefficient 1 活性粉末混凝土的材料 性能 活性 粉 末 混 凝 土 (ReactivePowderConcrete，简 称 RPC)是 20世纪 90年代初由法国开 发出的一种超高强 度 、高韧性 、高耐久性 、体 积稳定性 良好 的新型水 泥基 复合材料 ，由于其组分 中粉末 含量及 活性 的增 加而被 称 为活性粉末混凝土 …。RPC的配 制原理是基于最大 密实度理论_2J，即通过提高组分 的细度与活性 ，使材料 内部 的缺陷(孔 隙与微 裂缝 )减小到最 少 ，以获得 由其 组分材料所决定的最 大承载力及非常好 的耐久性 。其 优 异的力学及物理性 能是普通混凝土甚至高性能混凝 土都无法相 比的。国外研究者通过对 RPC和高强高性 能混凝土(HPC)各项 耐久性能指 标进行大 量的对 比试 验 ，得 出了 RPC的总体孔隙率 、微观孔 隙率 、渗透性 、水 分吸收性 、氯离子扩散性 比 HPC的分别 低 4～6倍 、10 ～ 50倍 、50倍 、7倍 、25倍 J。 RPC极高 的材料 密 实 度决 定 了 它优 异 的力 学性 能 。以 RPC200为 例 ，其 抗 压强度 达 170～230MPa，是 HPC的 2～4倍 ；抗折强度为 30～60MPa，是 HPC的 4～ 6倍 ；掺入纤维后拉压 比可 达 1／4左右 ，弹性模量 为 40 ～ 60GPa，断裂 韧性 高达20000～40000J／m2，是 普通 混 凝土的 250多倍 ，可 与金属铝媲美 |4J。HPC，RPC200与 RPC800的主 要 力 学 特性 列 于表 1LsJ。 RPC的抗 弯强度及延性 比普通 及高性 能混凝 土有 极大 提 高。从 一 个 典 型 的三 分 点 集 中荷 载 作 用 下 RPC200受弯构件的荷载一变形 (图 1)中可见 ，其初裂 强 度约为其极限弯折强度 的 60％，纯 弯段 的弹性极 限拉 两种 RPC与 HPC的 力学特性 对 比 表 1 项 目 RPC800 RPC200 HPC 抗 压 强 度 (N／mm ) 490—680 l70 230 60一loo 抗弯强度(N／mm) 45～102 25—60 6一l0 破坏能量(kJ，m2) 1．2—2．O l5～40 0．14 杨 氏模 量 (GPa) 63—74 40～60 30—40 应变约为 330X10～m／m， 60 最终 破 坏 极 限拉 应 变 约 兰 为7500×10m／m(极限鲁 状态定义 为荷 载下 降至 要10 峰值 的 85％ 所对 应 的 受 壮 。 力 与变 形状 态 )，具 有 极 好 的延性储备_6J。 2 RPC试 验 梁 基本 资 料 0 200 400 600 800100012O014O0 弯 曲拉应变 (10-m／m) 图 l RPC200的典 型 弯曲性 能曲线 RPC试验梁材料 配合 比见 表 2，表中 DJ一1为新 型 高性能矿物外加剂 ，具有较 高活性 ，能弥补间 断级配 。 研究表明该 材 料替代 部分 8％硅 粉 时 ，拌和 物 的和易 性 良好 ，强度提 高 7．8％。上述 配合 比 RPC的力学 性 能见 表 3。

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