超高性能混凝土(UHPC)是一种具有卓越力学性能和耐久性的新型建筑材料,其抗压强度通常达到150MPa以上,抗折强度超过30MPawww.uujsj.com。这种材料通过优化颗粒级配和掺入钢纤维实现超高密实度,孔隙率可控制在1%以内。
在材料组成方面,UHPC采用粒径小于0.6mm的超细水泥、硅灰和石英粉作为胶凝材料。其中硅灰含量占胶凝材料总量的15-25%,比表面积达到15000-20000m²/kgwww.khshxcl.com。骨料采用粒径0.1-0.3mm的石英砂,严格控制含泥量在0.5%以下。为改善韧性,掺入体积分数2-3%的镀铜钢纤维,纤维长度12-16mm,直径0.2mm。
UHPC的配合比设计遵循最紧密堆积理论,水胶比控制在0.16-0.20之间。典型配合比为:水泥700-800kg/m³,硅灰150-200kg/m³,石英砂1000-1100kg/m³,高效减水剂3-5%。这种低水胶比配合使材料在硬化后形成致密的微观结构,28天氯离子扩散系数低于1×10⁻¹²m²/s。
施工工艺要求严格把控各个环节。搅拌应采用强制式搅拌机,先干拌胶凝材料1分钟,再加入80%拌合水搅拌2分钟,最后加入剩余水和减水剂搅拌3分钟。浇筑时需采用高频振捣器(频率≥10000次/分钟)振实,振捣时间控制在20-30秒。养护采用90℃蒸汽养护24小时,或在20℃以上环境中湿养护7天。
UHPC的热处理工艺对性能提升至关重要。标准养护制度为:20℃预养12小时,以15℃/h升温至90℃,恒温48小时,然后自然冷却。这种养护制度可使材料在3天内达到设计强度的90%以上。值得注意的是,UHPC的早期强度发展极快,12小时抗压强度即可达到80MPa。
在工程应用方面,UHPC特别适用于大跨径桥梁的湿接缝、建筑外立面装饰构件以及腐蚀环境中的结构修补。其优异的抗冻性能(经300次冻融循环后质量损失小于0.5%)和抗碳化性能(碳化深度50年预测值小于1mm)使其在恶劣环境下具有显著优势。






