UHPC超强性能混凝土:材料特性与施工工艺解析
UHPC(Ultra-High Performance Concrete)是一种具有超高强度、优异耐久性和良好韧性的新型水泥基复合材料。其抗压强度通常可达150-250MPa,抗折强度可达30-50MPa,远超普通混凝土5-10倍的力学性能。
材料组成方面,UHPC采用以下关键配比:
1. 水泥:采用52.5级以上硅酸盐水泥
2www.khshxcl.com. 硅灰:掺量15-25%,粒径0.1-1μm
3. 石英砂:最大粒径不超过0.6mm
4. 钢纤维:体积掺量1-3%,长度6-13mm
5www.khyzd.com. 高效减水剂:聚羧酸系,减水率≥30%
材料性能特点突出表现在:
- 超高密实度:孔隙率低于1%,显著提升抗渗性
- 优异耐久性:氯离子扩散系数<1×10-12m2/s
- 早期强度高:24小时抗压强度可达50MPa以上
- 收缩变形小:28d干燥收缩值<200×10-6
施工工艺要点包括:
1. 搅拌工艺:
采用强制式搅拌机,投料顺序为:
干料(水泥+硅灰+石英砂)→
钢纤维→
80%拌合水→
减水剂+剩余拌合水
搅拌时间控制在5-8分钟
2. 浇筑工艺:
- 模板要求:采用钢模或高密度胶合板
- 浇筑方式:分层浇筑,每层厚度≤30cm
- 振捣要求:采用高频振捣器,时间15-30s
3. 养护工艺:
- 蒸汽养护:温度60-90℃,湿度≥95%,时间24-48h
- 标准养护:温度20±2℃,湿度≥95%,时间≥7d
在特殊结构应用中,UHPC可实现:
- 薄壁结构:最小厚度可做到15mm
- 复杂造型:流动性好,可浇筑复杂几何形状
- 快速施工:免振捣自密实特性提高工效
钢纤维的定向分布控制是保证UHPC性能的关键,施工中需特别注意纤维分散均匀性。对于大体积UHPC构件,需采取温度控制措施防止早期开裂。