常德UHPC性能混凝土材料

性能混凝土是近年来创新性的水泥基工程材料，能够实现工程材料的大跨越。因此，性能混凝土将是今后相当长的时间内建筑材料行业的研究和应用热点。

　　1性能混凝土的配制

　　1.1性能混凝土的配制原理

　　混凝土的配制原理是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)减小到少，以获得强度与高耐久性[2]。

　　性能混凝土原材料中活性组分由水泥、硅灰(和/或其它活性微细组分)和石英砂等构成，活性组分的粒径在0.1μm-1mm之间，另外原材料还包括减水剂和短切钢纤维等。

2.2超细纤维的增强、增韧与阻裂效应

　　纤维对混凝土具有增强，增韧和阻裂效应。未掺入钢纤维的UHPC，在进行受压试验时由于内部积聚的能量太大而呈现爆炸性破坏，表现出比普通混凝土更大的脆性。纤维的作用效果取决于纤维的体积掺量和纤维间距，纤维越细以及纤维掺量越高，其强化基体的效果越好。刘斯凤等学者进行了一系列掺天然超细混合材的性能混凝土的制备及其耐久性研究，其所用的钢纤维为超细纤维。该研究中测试了纤维体积率为2%-4%时分布于RPC的纤维数量以及纤维间距。当超细纤维体积率分别为2%、3%和4%时，其纤维根数分别为6.4×107、9.6×107和1.28×108，纤维平均间距分别为1.71mm、1.39mm和1.21mm(三维乱向分布，ηθ=0.41)或1.55mm、1.26mm和1.09mm(二维乱向分布)。与普通纤维相比，掺超细纤维混凝土中的纤维间距提高了（2-4）倍，纤维数量提高了（1-2）个数量级。因此当纤维体积率相同时，超细纤维对RPC的增强、增韧和阻裂效应远远超过普通钢纤维对普通混凝土的增强效应，从而使抗折强度倍增[4]。

3.2耐久性能

　　UHPC孔隙率极小，因此具有非常好的抗氯离子渗透性和抗冻性。其氯离子渗透性是高强混凝土的1/25；300次快速冻融循环后，试样未受损，耐久性因子高达。研究表明，气体渗透法比孔结构更能准确地评价UHPC的性能。

　　UHPC由于胶凝材料用量大、水胶比较低等原因易产生收缩和徐变，长期体积稳定性不佳，因此，工程中大多采用掺加减缩剂和膨胀剂等措施来减少收缩和徐变。同时，相关研究表明，由于孔隙致密，蒸压养护能减小UHPC的收缩量[5]。

4性能混凝土发展过程中遇到的问题

　　4.1原材料的品质与选用

　　原材料的质量差是制约性能混凝土在我国发展的主要因素，如水泥28d强度富余系数不能满足要求；骨料大都在小采石场用落后的颚式破碎机破碎，导致粒形不好，针片状颗粒多；外加剂性能不佳，与胶凝材料适应性不好等。另外，原材料质量稳定性欠佳也无法满足UHPC对均质性和耐久性的高要求。

　　在混凝土工程中选用骨料时，目前还存在普遍的认识误区，大多数教科书和专著中仍然将骨料压碎指标作为是主要的取舍标准。大量实验和工程实践经验显示，骨料的其它物理性质如粒形、级配、膨胀系数、弹性模量和杂质含量等对混凝土的强度和耐久性也有影响。尤其是在配制UHPC时，在满足一定的骨料压碎指标的前提下，合理地调节骨料的级配分布，才能获得紧密堆积下的强度[1,6]。
4.2制备和施工

　　除了原材料本身的性质，混凝土制备过程中往往也缺乏产品质量稳定性意识。有些施工单位为了节约成本，在生产厂的建设过程中不考虑均化设施，导致骨料的分级堆存与计量以及水泥与掺合料的倒库等得不到应有的保障。此外，实际施工环境和实验室条件之间的差异也大大影响着施工质量。

　　由于UHPC粘性较大，现有的普通搅拌方式难以将其拌合均匀。一些施工单位私自提高水胶比以加强流动性，这样的做法不仅降低了UHPC的粘聚性，而且对其后期的力学性能和耐久性产生不可逆转的灾难性后果。同时，由于UHPC的水胶比较小，故其塑性收缩较大，如不采取适当的养护方式则易产生较多的收缩裂缝。
一、加水量，对于小空间二次灌注，可直接加水拌合成浆体，标准型号的加水量为灌浆料的13～15%。骨料加法，对于大空间混凝土空洞的灌注，可以加入5～10mm粒径的石子，比例为石子：ugm=0.3：1(情况可根据需求变动)，加水量为灌浆料的20%。

　　二、浇灌方法，连续灌浆，不能间断并尽可能缩短灌浆时间。灌浆过程中严禁振捣，必要时可以用竹片拉动导流。灌注密实、稍干后，把外表面抹平压光。

　　三、施工前，应将填充空间浮土、松散物清理干净，去除油污，填充空间表面混泥土需用洁净水预湿 6～12小时。

　　广泛应用在高速铁路、冶金、石化、电力、煤炭、机械、建筑、轻工、海工、路桥、环保、市政等领域的设备安装、结构加固、建筑维修等国家重大工程项目中。