超高性能水泥基复合材料抗侵彻优化设计(3)
材料。另外，由于它的良好耐磨性能和低渗透性，可以用于生产各种耐腐蚀的压力管和排水管
道。目前，国外对 RPC 的研究重点已由基本性能转到了构件及结构的设计方法上，以求将这
种超高性能混凝土尽快在结构应用中推广，相关工作正在进行，还没有形成系统的研究成果，
更没有涉及到 RPC 结构的抗震及抗火性能。
RPC 在国外已有不少工程实例，主要制品包括：大跨桥梁的预制构件、压力管道及放射
性固体废料储存容器。预制构件中采用 RPC，可以减少构件的截面和配筋；RPC 压力管道则
可提高工作压力，且增强了对侵蚀性介质的抗侵蚀能力；用 RPC 制备的固体废料储存容器可
长期储存中、 低放射性废料， 其使用寿命可高达 500 年。 法国某核电站的冷却系统采用 RPC 生
产了 2500 多根预制梁，耗用混凝土 823m3
，同时还生产了大量核废料储存容器。加拿大在
对 RPC 配合比研究的基础上，94 年开始进行工业性试验，研究了无纤文 RPC 钢管混凝土，
并用于加拿大魁北克省 70 米跨的 Sherbrooke 人行混凝土桁架桥上。桥构件采用 30mm 厚无
纤文 RPC 桥面板、直径 150mm 的预应力 RPC 钢管混凝土桁架、纤文 RPC 加劲肋和纤文
RPC 梁，整个结构在现场进行组装，见图 1。由于采用了 RPC，不仅大大减轻了桥梁结构的
自重，同时提高了桥梁在高湿度环境、除冰盐腐蚀与冻融循环作用下的耐久性能。
图 1 加拿大魁北克 Sherbrooke 桥外观及结构示意图
国内近几年才开始 RPC 的研究，目前还没有工程应用实例。与国外采用水泥- 硅粉两组
分胶凝材料不同，国内研究者结合我国 HPC 的制备技术及经验，选择了水泥-粉煤灰-硅粉三
组分胶凝材料体系[5]
。 文献[6-8]
对 RPC 的基本性能进行了较为系统的试验， 主要考察了水胶比、
粉煤灰、硅粉和钢纤文掺量对 RPC 流动性和强度的影响，同时对养护温度、养护时间、凝结
时间和开始热养护时刻对 RPC 强度的影响进行了研究。研究结果表明：粉煤灰的加入， 在
极低水胶比(0.16) 的条件下，使混凝土工作度与成型密实程度得到明显改善，通过适当时间的
热养护处理， 可以获得与水泥—硅粉两组分胶凝系统相当强度和其他性能的效果。 为将RPC 实
际应用，进一步开展了搅拌设施、高频振捣与脱模剂的试验研究，发展 RPC 的原材料选择、
制备技术及生产工艺，这是它能够在短短几年里就在国外工程建设领域里获得应用的关键。文
献[8]
对 RPC 的本构关系进行了试验研究，并与 HPC 和 OC 进行了比较，结果表明：RPC 的
极限压应变为 HPC 的 2～3 倍。从结构抗震角度来看，这比具有极高的抗压强度更为重要。
在具有相同抗弯能力的前提下，采用 RPC 结构重量仅为普通钢筋混凝土结构的 1/ 2～1/ 3 ，
大大减轻了结构自重;同时，在未经加压成型、标准养护条件下，其抗压强度仍可达 170MPa～
230MPa，但文献并没有给出 RPC 本构关系的定量描述。文献[9]
研究指出：热养护有利于提高
RPC 的抗压强度， 对相同配比的 RPC ， 高温(250 ℃) 养护的混凝土抗压强度最高， 热养护(90
℃) 次之，标准养护最低，相差达 30MPa 以上，而且养护制度对不同掺合料混凝土的强度影
响也不同。 目前， 工程实践中由于技术水平及价格等因素的限制， 对养护制度的重视普遍不足，
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