【摘 要】
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活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)是一种采用低水胶比、剔除粗骨料、掺入纤维和多种矿物掺合料的超高性能水泥基复合材料。它具有高强度、高韧性以及优异耐久性等优点,目前在桥梁结构、高层建筑、海洋和核电工程等领域已得到一定应用。而现行普通混凝土防撞墙存在易开裂、强度低、脆性大、耐久性能差等弊端,基于RPC的高强度和高耐久性的优势,其可用于防撞墙的修建,替代传统普通混
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活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)是一种采用低水胶比、剔除粗骨料、掺入纤维和多种矿物掺合料的超高性能水泥基复合材料。它具有高强度、高韧性以及优异耐久性等优点,目前在桥梁结构、高层建筑、海洋和核电工程等领域已得到一定应用。而现行普通混凝土防撞墙存在易开裂、强度低、脆性大、耐久性能差等弊端,基于RPC的高强度和高耐久性的优势,其可用于防撞墙的修建,替代传统普通混凝土防撞墙。但是,由于RPC仍是一种新型材料,为了满足防撞墙的使用要求,其配比、抗冲击性能以及耐高温性能尚需得到针对性优化,以便满足防撞墙结构的安全性。因此,本文以RPC材料为研究对象,进行配合比设计,通过落锤冲击试验,对其抗冲击性能展开研究;在此基础上,针对RPC材料高温后的静、动力学特性进行系统研究,着重分析温度、纤维掺量对RPC材料高温后抗冲击性能的作用规律;结合当前实际施工方式,探索不同养护条件对RPC材料抗冲击性能的影响。主要研究内容如下:(1)以钢纤维(SF)掺量、橡胶(R)替代率、水胶比(w/b)为响应因素,采用响应面法(RSM)设计不同配合比,建立以抗压强度、初裂锤击次数、破坏锤击次数、抗折初裂强度与等效弯曲强度为响应的三因素三水平响应面模型,研究响应与变量的关系,确立关系方程,对响应结果进行多目标优化,得到最佳配比方案,并对响应面给出的最佳配比方案和多目标优化结果进行试验验证以及抗水渗透性分析。(2)在水胶比、橡胶替代率一定的基础上,探讨不同钢纤维掺量RPC高温后的破坏形态、质量损失、抗压强度和抗冲击性能损失,建立力学性能参数与过火温度之间的计算模型。(3)研究自然养护和蒸压养护两种养护方式对RPC抗压强度和抗冲击性能的影响,并分析两种养护制度下的RPC材料在高温前后抗压强度和抗冲击性能的变化情况,旨在改善RPC材料常温和高温情况下的力学特性,从而实现在结构工程中的安全应用。
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