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超高性能混凝土(UltraHigh超高韌性和超高耐久性的新型水泥基工程材料。超高性能混凝土分為兩種類型，一種是無(wú)粗骨料的活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete、RPC)，另一種是含有粗骨料的超高性能混凝土(UltrahighPerforcecrcewithConce-CA)。UHPC雖然與高性能混凝土、纖維混凝土性能混凝土、纖維混凝土相比具有諸多性能優(yōu)勢(shì)，但其原材料成本高、制備工藝復(fù)雜等問(wèn)題一直限制著其廣泛的推廣應(yīng)用。相關(guān)文獻(xiàn)表明，UHPC也可以在常規(guī)工藝條件下制備性能良好的UHPC，用常規(guī)天然骨料代替石英砂制備UHPC也是可行的。因此，在常規(guī)工藝條件下（不蒸），用河砂代替石英砂，優(yōu)化鋼纖維的體積摻量，制備了含粗骨料的超高性能混凝土（UHPC-CA），大大降低了UHPC的原材料成本和制備工藝難度。同時(shí)，通過(guò)比較RPC（UHPC性能基準(zhǔn)）和工程中常用的C50混凝土（常規(guī)混凝土性能基準(zhǔn)），對(duì)UHPC-CA的性能進(jìn)行了比較分析。

一、原材料及試驗(yàn)方法。

1.原材料

試驗(yàn)中選用的原材料包括：

(1)水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥；

(2)礦物摻合料為硅灰(活性SiO2>92%)，粉煤灰漂珠(I級(jí))、S95級(jí)礦粉；

(3)粗骨料為5~20mm連續(xù)級(jí)配玄武巖碎石；

(4)細(xì)骨料為粒徑小于1.18mm的連續(xù)粒級(jí)石英砂和細(xì)度模數(shù)為2.6的天然河砂；

(5)外加劑為固含量45%的高性能聚羧酸減水劑母液；

(6)鋼纖維長(zhǎng)徑比為60，直徑0.2mm，長(zhǎng)度12mm，抗拉強(qiáng)度>2850mpa冷拉絲鍍銅微絲鋼纖維；

(7)混合水為自來(lái)水。

2.試驗(yàn)方法。

試驗(yàn)過(guò)程中抗壓強(qiáng)度試件尺寸為100*100*100mm，抗折強(qiáng)度試件尺寸為100*100*400mm，劈裂抗拉強(qiáng)度試件尺寸為150*150*150mm，彈性模量試件尺寸為150*150*300mm。試驗(yàn)方法按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-2002)進(jìn)行。

混凝土與鋼筋的試件尺寸為150*150*150mm，鋼筋質(zhì)量符合《鋼筋混凝土熱軋帶肋鋼筋》(GB1499)，尺寸為φ20mm*500mm的帶肋鋼筋，試驗(yàn)方法按《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ270-1998)進(jìn)行。

混凝土收縮試件尺寸為100*100*515mm，試驗(yàn)方法按照《普通混凝土**性能及耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)進(jìn)行，干燥收縮采用接觸法，自收縮采用非接觸法。

混凝土早期抗裂試件尺寸為800*600*100mm，試驗(yàn)方法按照《普通混凝土**性能及耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)的平板法進(jìn)行。

混凝土耐久性試驗(yàn)方法參照《普通混凝土**耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)，其中抗氯離子滲透性采用快速氯離子遷移系數(shù)法(RCM法)，抗凍融性采用快凍法，抗碳化性采用酚酞法。

攪拌成型工藝：

(1)將稱量骨料、粉料加入攪拌機(jī)預(yù)混01min；

(2)將減水劑與水預(yù)混，慢慢均勻地加入攪拌機(jī)，1~2min；

(3)繼續(xù)攪拌，直到粉末從粉狀轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)2~10min；

(4)將稱重鋼纖維慢慢均勻地加入攪拌機(jī)，10~12min；

(5)繼續(xù)攪拌，直到鋼纖維在混凝土中均勻分散，12~15min。

二、配合比和性能分析。

表3是試驗(yàn)中使用的三種混凝土配合比。RPC的細(xì)骨料為石英砂，UHPC-CA和C50混凝土的細(xì)骨料為河砂。