【摘 要】 活性粉末混凝土是由水泥、砂浆及一些掺合料组合而成，具有很高的抗压强度及很好的质量，是高强混凝土的其中一种。但是活性粉末混凝土抗脆能力很差，许多学者为解决这个问题尝试了许多不同的加固措施，以外套钢管与掺加钢纤维最为常见。活性粉末混凝土由于自身具有良好的性能多应用于需要承受较大载荷的工程之中，但是相关的计算还需要进一步的研究。
【关键词】 活性粉末混凝土 配合比 套箍系数 应用
前 言
活性粉末混凝土是一种超高强度混凝土。在20世纪90年代，随着科技不断进步，经济不断发展，人们对生活质量的要求也不断提高，在铁路、隧道等对强度要求很高的工程中活性粉末混凝土应需而生。最初的活性粉末混凝土的配合比并不是最合适的，承载力虽然有所提高，但是也存在很多问题，例如活性粉末混凝土的脆性问题、经济问题。活性粉末混凝土的出现引来了很多學者对其进行研究，随着研究的不断深入，活性粉末混凝土已经达到了一个很好的质量状态，使用范围更加广阔，使用效果有了很大的提高。
1.活性粉末混凝土的力学性能
对于活性粉末混凝土的研究多数围绕在其配合比的不同与制备方式的不同对承载力的影响和不同受力条件下的构件的破坏形式、裂缝出现、侧向挠度及承载力的影响，以期望得出最优质的活性粉末混凝土以应用于工程之中。
李新星对活性粉末混凝土利用正交试验的方法，分析了众多影响因素对活性粉末混凝土性能的影响程度。在鲍罗米公式的基础上，通过对试验数据的分析， 修正了RPC强度计算公式及流动度经验公式。通过试验得出：各种影响因素对于强度及流动性的影响程度各不相同，对强度的影响程度关系大概为水胶比>钢纤维掺>粉煤灰掺量>砂胶比>减水剂掺量>硅灰掺量，对于流动性的影响程度关系大概为水胶比>钢纤维掺量>减水剂掺量>砂胶比>粉煤灰掺量>硅灰掺量;分析发现蒸汽养护的试件强度比标准养护条件下的试件强度略高;通过正交试验，得到了最优配合比砂∶水∶粉煤灰∶硅灰∶减水剂=1∶1.31∶0.26∶0.3∶0.25∶0.031。
薛霖通过试验对制备工艺的不同对活性粉末混凝土的影响进行了分析，选取合适的配合比制成试件并采用不同的制备方式对得出的试件进行分析，观察构件的气泡出现数量以及通过加载分析承载力的变化趋势，观察得出：消泡剂对活性粉末混凝的影响效果比较，随着消泡剂的加入，试件的气孔数量明显减小;制备时采用木模和分段振捣及分层浇筑的气泡数量最少，效果最好;热水养护的试件强度稍高于标准养护的强度。
施成华对活性粉末混凝土构件在偏心受力条件下进行了试验研究，以养护条件的不同与是否在构件中掺加钢纤维作为影响因素，分析了构件在偏心荷载作用下的承载力变化与破坏特征，分析得出：在掺加钢纤维的条件下，由于钢纤维提高了活性粉末混凝土构件的抗拉承载力，所以钢筋的作用不在明显;在不掺加钢纤维的条件下，配筋率则对构件的承载力影响较大;试件的截面厚度对其承载力的影响较大，随着截面厚度的增大，构件的开裂弯矩与极限弯矩也逐渐增大，增大的程度近似呈现平方的关系。
2.钢管活性粉末混凝土的力学性能
钢管活性粉末混凝土是应活性粉末混凝土的缺点解决方式而产生的一种外套钢管的混凝土。钢管与活性粉末混凝土在一起工作极好的提高了钢管与活性粉末混凝土的力学性能。
戎芹进行了圆钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱的轴心受压试验。采取不同的套箍系数与径厚比作为实验的影响因素，分析了钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱在受轴力作用下的变形特点与强度提高效果。试验采用分级加载制度进行加载，得出在在套箍系数不同的条件下，短柱的破坏形式有所不同。套箍系数在0.63-0.88之间时，短柱在轴心受力作用下呈现出剪切破坏;当套箍系数大于1时，短柱呈现出鼓腰破坏。还分析了不同方向的应变变化，当短柱在受力前期处于弹性阶段时，钢管的纵向应变大于横向应变;在加载的后期，短柱处于弹塑性阶段，钢管横向变形增加的速度明显提高，钢管对活性粉末混凝土的约束作用也逐渐提高。
牛志强进行了方钢管活性粉末混凝土柱在轴心受压条件下的力学性能研究试验采取长细比与含钢量作为影响柱体力学性能的参数，对受轴心荷载作用下柱体的破坏形态、荷载-应变曲线进行分析，得出如下结论：方钢管活性粉末混凝土柱在轴心荷载作用下的破坏形式分为鼓腰形破坏和剪切型破坏两种;荷载-变形曲线包括弹性阶段、弹塑性阶段及下降阶段三个阶段，但是也有一部分试件包含承载力的持平阶段;随着长细比的增大，承载力下降，但是随着套箍系数的增大，承载力会有所提高;通过对多种计算方式进行检验发现GB 50936-2014，钢管混凝土结构技术规范中的计算方法离散性较小，用来计算方钢管活性粉末混凝土柱在轴心受压条件下承载力比较合适。
季文玉进行了钢管活性粉末混凝土长柱的轴心受压性能试验。以长细比及套箍系数作为轴心受压条件下钢管活性粉末混凝土长柱性能的影响因数，分析了长柱在轴心受压下的破坏类型、荷载-应变曲线及承载力的变化。通过试验得出：随着长细比的增大，试件的延性越来越差且由弹性破坏转变为失稳破坏;荷载-应变曲线分为弹性阶段、弹塑性阶段及卸载阶段，随着长细比增加，弹性阶段逐渐缩短，弹塑性阶段的延性逐渐减小，卸载阶段长柱逐渐由弹性破坏转向失稳破坏;随着套箍系数的增大，承载力也逐渐增大。
姚良云进行了钢管RPC短柱的偏心受压受力性能试验。通过分析不同的套箍系数、偏心率对偏心受压条件下钢管RPC短柱的变形及承载力，得出如下结果：随着偏心率的增加，试件越来越容易产生失稳破坏;虽然普通钢管混凝土柱与钢管高强混凝土柱在偏心荷载作用下都会产生侧向挠度，但是钢管RPC短柱的侧向挠度要小的多;相同荷载条件下，随着套箍系数的增加，侧向挠度逐渐减小，承载力逐渐变大;虽然随着偏心率的增加，短柱的极限承载能力会降低，但是极限纵向变形会减小。
现阶段，多数学者对钢管活性粉末混凝土的研究都围绕在套箍系数或长细比或偏心率等几个常见的影响因素，分析出了不同受力条件下，不同形式的钢管粉末混凝土的性能。但是对于钢管活性粉末混凝土柱的承载力计算直接用钢管混凝土柱的承载力计算公式与规范存在较大的误差，对于钢管粉末混凝土的相关承载力计算还需要进一步研究。
3.总结
目前，活性粉末混凝土已经广泛应用到多个方面，常见于隧道、铁路、军事加固以及有较高强度要求的多种工程之中，还逐步发展到高寒地区、以及海洋工程之中，对混凝土的发展起到了重要的作用。对于活性粉末混凝土的研究还在不断地进行之中，对于活性粉末混凝土的配合比及其制备方式已经有了较为良好的方案，对于活性粉末混凝土的易脆性能也已经有了比较好的解决措施。虽然有很多学者对于活性粉末混凝土的计算进行了大量的研究，但是得到的结果都存在较大的误差，所以对于活性粉末混凝土及其他形式的活性粉末混凝土的计算规范及方法还待进一步发展。
【参考文献】
[1] 李新星，杨才千，周泉，李水生.基于正交试验的活性粉末混凝土强度及流动性研究[J].硅酸盐通报，2019，38（04）：1201-1210.
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