超高强混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、优异耐久性和卓越韧性的新型建筑材料。其抗压强度通常可达150MPa以上,抗折强度超过30MPa,远超普通混凝土的力学性能www.khyzd.com。UHPC的核心优势在于其致密的微观结构,孔隙率低于1%,能够有效阻隔水分和有害物质的渗透,显著提升结构耐久性。
在材料组成方面,UHPC采用特殊配比设计。主要原材料包括:525标号以上的硅酸盐水泥、硅灰(掺量10-20%)、石英粉(粒径0.1-0.3mm)、高效减水剂(减水率≥30%)以及钢纤维(体积掺量2-5%)。其中,钢纤维的加入大幅提升了材料的断裂韧性,使其在承受冲击荷载时表现出独特的应变硬化特性www.mldhj.com。典型的配合比中水胶比控制在0.16-0.20之间,水泥用量高达700-900kg/m³。
UHPC的力学性能表现出显著的各向异性。轴向抗压强度可达180-230MPa,弹性模量在45-60GPa范围内。其弯曲韧性指标(等效抗弯强度)达到15-25MPa,是普通混凝土的10倍以上。在耐久性方面,氯离子扩散系数低于0.5×10⁻¹²m²/s,抗冻融循环次数超过1000次,碳化深度5年不超过1mm。
施工工艺方面,UHPC需要采用特殊的搅拌和养护技术。搅拌时应采用强制式搅拌机,投料顺序为:先加入干料搅拌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3-5分钟。成型后需立即覆盖塑料薄膜,24小时后进行90℃蒸汽养护48小时,或在20℃以上环境中湿养护7天。浇筑时要求坍落扩展度控制在650-750mm,采用高频振捣器振捣。
在结构应用中,UHPC常用于制作薄壁构件、桥梁接缝、建筑幕墙等。其优异的性能允许构件厚度减小30-50%,实现轻量化设计。例如,UHPC制作的桥梁面板厚度可减至40-50mm,而传统混凝土需要120-150mm。在加固工程中,采用10mm厚的UHPC层即可达到等同30mm厚普通混凝土的加固效果。