超高性能混凝土(UHPC)的配合比设计是其优异性能实现的核心环节。与传统混凝土相比,UHPC通过优化材料组成和微观结构,实现了200MPa以上的抗压强度和优异的耐久性。其配合比设计需重点关注胶凝材料体系、骨料选择和纤维掺量三大要素。
胶凝材料体系通常采用52.5级硅酸盐水泥与硅灰的双组分系统。水泥用量控制在700-900kg/m³,硅灰掺量为水泥质量的15%-25%。硅灰的比表面积需达到15000m²/kg以上,其纳米级颗粒可有效填充水泥颗粒间的空隙。为降低水胶比(通常0.16-0.22),需添加占胶凝材料总量1.5%-2.5%的聚羧酸系高效减水剂,减水率要求≥35%www.khshxcl.com。部分配合比会掺入5%-10%的磨细矿渣粉,以改善浆体流变性能。
骨料系统采用级配严格控制的石英砂,最大粒径不超过0.6mm。细度模数控制在1.8-2.3之间,其中0.15-0.3mm粒径颗粒占比应达60%以上。骨料堆积密度需大于1.65g/cm³,含泥量低于0.5%。特殊应用场景会采用粒径更小的微珠或陶瓷粉替代部分石英砂,以进一步降低孔隙率。
钢纤维是UHPC增强增韧的关键组分。常用直径0.15-0.25mm、长径比60-100的平直型或端钩型钢纤维,掺量一般为体积分数的2%-3%。纤维抗拉强度需≥2000MPa,弹性模量≥200GPa。纤维在搅拌时应采用后掺工艺,先制备基体砂浆再分批次加入,搅拌时间控制在3-5分钟,转速不超过1000rpm。
施工工艺要求采用强制式搅拌机,投料顺序为:先干拌胶凝材料和骨料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。成型时应采用高频振捣(频率≥100Hz)或压力成型(10-20MPa),养护制度为90℃蒸汽养护48小时或标准养护28天。界面处理需采用喷砂或酸蚀法,确保新旧混凝土粘结强度≥3MPa。






