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通过优化材料选择和配比,实现了150MPa以上的抗压强度和出色的耐久性。
在原材料选择方面,UHPC主要采用以下组分:
1www.uujsj.com. 水泥:通常选用P·II 52.5或更高标号的硅酸盐水泥,用量控制在700-900kg/m³
2. 硅灰:作为关键掺合料,添加量为水泥质量的15-25%,比表面积需达到15000-25000m²/kg
3. 石英砂:粒径控制在0.15-0.6mm,级配要求严格,用量约1000-1200kg/m³
4. 钢纤维:通常采用直径0.15-0.25mm、长度12-20mm的镀铜钢纤维,掺量2-3%(体积分数)
典型的水胶比控制在0.16-0.22范围内,这一低水胶比是保证UHPC高密实度的关键。为改善工作性,需添加高效减水剂,其减水率应达到30%以上,掺量为胶凝材料总量的1.5-2.5%。
配合比设计需特别注意以下技术要点:
1. 颗粒级配优化:通过Andreasen方程计算最佳堆积密度,方程中的分布系数n通常取0.22-0.25
2. 纤维分散控制:采用先干拌后湿拌的工艺,搅拌时间不少于5分钟www.khyzd.com
3. 养护制度:标准养护条件下,24小时脱模强度可达50MPa以上,蒸汽养护(90℃)可显著提高早期强度
在实际工程应用中,UHPC的配合比还需根据具体应用场景进行调整。桥梁工程中常采用较高纤维掺量(3%)以提高抗裂性能;建筑外立面构件则可适当降低纤维用量至1.5%以改善表面质量。对于超薄构件(厚度<30mm),需将最大骨料粒径控制在0.3mm以下。
施工工艺方面,UHPC要求采用强制式搅拌机,搅拌速度不低于60rpm。浇筑时应采用高频振捣(频率>10000次/分钟),对于复杂形状构件可采用自密实UHPC,其扩展度需达到650mm以上。