uhpc超高混凝土原材料

通称UHPC的超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete)，又称活力粉末混凝土土。(RPC,ReactivePowderConcrete)，它是过去30年中最具突破性的水泥基建筑材料，已经超越了工程材料的性能。“超高性能混凝土”包括两个方面:极高的耐久性和极高的物理性能(抗压、抗拉和高耐磨性)。

材料构成的起源

最初，UHPC(即Densit)采用了硅灰和萘系高效减水剂，这是当时(20世纪70年代末)的新原料，其他都是传统材料。20世纪90年代，以RPC为代表的UHPC引进了研磨应时粉末，外加剂升级为聚丙烯酸和聚羧酸超高效减水剂。

进入新时代，UHPC矿物原料的研究涉及纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米碳管、超微粉煤灰、超细矿粉、超细水泥、稻壳灰、偏高岭土、玻璃粉等。到目前为止，易于使用的细矿物材料仍然是硅灰，因为它具有良好的颗粒形状(球形)、火山灰具有活性高、商业化供应完善等特点。使用其它极细矿物材料，有助于减少硅灰用量。用普通粒度煤灰、矿粉代替部分水泥，用玻璃粉代替石英粉，均取得显著成绩。采用UHPC，抗拉强度一般在150~250MPa范围内，粗细骨料一般选用石英、花岗、石灰岩等强度较高的天然岩层。韧性较高或需要较高的耐磨性，可采用锻烧铝矾土、碳化硅、金属骨料等人造骨料。提高纤维对UHPC的增韧效果和效率也有很大的提高。

为了降低UHPC的生产配置成本，使UHPC更低碳，目前UHPC矿物组成材料的本土化和生态化是大量R&D工作的重点。重庆大学王冲等试验研究表明，UHPC可以通过选择常规工艺和材料来配置。.在他的实验中，采用了20mm大粒度白云石粗骨料、2.3粒度中砂细骨料、900kg/m3复合掺合料(50%水泥、10%硅灰、20%矿粉和20%石灰石粉)，不使用纤维，水胶比0.16，直接使用实验室搅拌器，混凝土坍落度最高为268mm，最大抗拉强度为90天和365天。MPa.东南大学研究配置了40%水泥、25%超细矿粉、25%超细粉煤灰、10%硅灰等绿色C200UHPC(C200GRPC)，采用4%体积的钢纤维。（lf=13mm,df=获得UHPC抗拉强度、抗拉强度和断裂性能的UHPC可分别超过200MPamm。、60MPa和30,000J/m2.

H.Yiğiter、H.Yazıcı等待研究小组，各自的实验直接使用粒度煤灰(比表面290m2/kg）与矿粉(比表面396m2//kg），替代20%~60%的水泥(比表面380m2/kg）。研究20oC标准养护、7天100oC蒸汽养护、高温高压三种养护环境(210oC)、2MPa压力)维护8小时，煤灰和矿粉代替水泥对UHPC强度有害，结论如图1和图2所示。在标准维护环境下，随着煤灰和矿粉代替水泥率的提高，UHPC的7d强度有所下降，但28d和90d强度没有太大变化，这与Bache最初的煤灰代替水泥试验结论一致。通过蒸汽或高温高压维护，无煤灰、无矿粉的UHPC强度大大提高；随着煤灰取代水泥率的提高，强度呈下降趋势；矿粉取代20%水泥的强度最大，随着替代率的提高，强度降低。用煤灰和矿粉代替60%的水泥，UHPC的强度仍然可以达到非常高的质量。因此，采用大掺量煤灰和矿粉，UHPC的水泥用量可降低到一般高强度混凝土的水平，即350~550kg/m3。.