uhpc超高性能混凝土材料组成

超高性能混凝土（UltraHighPerformanceConcrete,UHPC）它是一种新型水泥基材料。其原料主要由水泥、超细颗粒、细骨料、纤维和高效减水剂组成。根据掺入极细活力颗粒和高效减水剂的作用，可以提高材料的密度和低水胶比，从而提高混凝土材料的特性。新型水泥基材料的探索可以追溯到20世纪。早在20世纪70年代，水泥石的抗拉强度就达到了240MPa的水泥石，采用了超细磨水泥及其真空混合技术。

制备UHPC的材料和工艺

2.1原材料及配合比设计

如表1所示，本实验设计有两种UHPC基材：A、B组是同一个灰色基材，D组是白色基材。每个灰色基材加2.5%、钢纤维5%体积掺量，白色基材加3%体积掺量耐碱玻璃纤维，制作三级UHPC。.A、B组常用原料为525#普通硅酸盐水泥、硅灰、煤灰、天然河砂、天然河砂。(≦2.36mm)、镀铜微钢纤维(长度为12。－直径为0.15的14毫米中间－在0.20mm之间，抗压强度超过2850MPa)。常用的D组原料分别是525#水泥、硅灰、磨石英粉、石英沙。(≦2.36mm)、耐碱玻璃纤维(长12mm，长径58，拉丝孔14mm－19μm,1700MPa抗压强度，72GPa弹性模具)。三组外加剂均为聚羧酸高效减水剂，减水率超过30%。

表1配合比设计

2.2UHPC制备工艺

2.2.1拌和

UHPC混合时应注意的问题是如何保证钢纤维的联合分布。混合或加料方法不当会导致纤维结块，危及UHPC的生产。不同的混合方法和加料顺序对UHPC的工作特性有一定的影响。混合方法一般是先加水泥、砂、硅灰，搅拌均匀后倒入均匀混合的添加剂和水，将浆料搅拌均匀后再均匀撒入钢纤维。欧洲相关研究项目的实验研究给出了合理的UHPC加料顺序和混合方法。搅拌器应选择高效的强制混合器。如果对UHPC的特性有很高的影响，应用。

2.2.2保养制度

维修是UHPC生产的一个关键步骤，对UHPC性能有很大影响。进行维护是为了充分发挥混凝土中水泥的水化作用，提高混凝土的强度。蒸压维护适用于UHPC。与标准维护相比，高温维护可以促进UHPC的水化反应和火山灰反应，形成更多的C。-S-H疑胶，减少钙矾石和Ca？(OH)2体积，改善孔结构，优化界面结构，提高每一页的粘结强度。整体物理性能得到了显著提高。水泥水化在UHPC中形成C-S-H和Ca(OH)2，Ca(OH)2水泥浆和石材的粘接不好。硅灰等极细活力矿物掺合料与水泥水化产物发生火山灰反应，消耗了Ca在UHPC中的成本。(OH)2，产生C-S-H疑胶。活力矿物超微粉的火山灰活性在进一步提高保养温度后得到一定程度的提高，C-S-H链延长。钙矾石转化为单硫型凝固硫铝酸钙，体积缩小。在250℃左右的维修温度下，不定形的C-S-H疑胶会大量脱干，转化为托贝莫来石，最终在混凝土中形成硬硅钙石。与材料的强度发展有关的是硬硅钙石和结晶物的形成。采用低压蒸压技术，可抑制晶体产生。对不同维护要求的UHPC聚集进行了实验和研究。实验表明，UHPC在标准维护初期聚集较大，标准维护65天后收集值为1490。με。UHPC按50℃热维护收拢值远低于标准维护。归根结底，是因为热保养后间隙率降低，大部分间隙被凝固物填充，水分不能挥发，显著减少了收拢的形成。

2.3收拢变型

水泥基材料会出现收拢变形的问题，超高性能混凝土也是如此，造成收拢的原因有很多。收缩类型包括自收缩、化学收缩、干燥收缩、塑性收缩、温度收缩和碳化收缩。国内外学者对自收缩的概念有不同的建议，尚未达成统一。日本混凝土协会JCI提出了自收缩的概念，认为混凝土初凝后水泥水化过程的表面体积发生了变化，而不包括温度变化、外部荷载和自身物质变化带来的变化，而中国通常认为自收缩是自干收缩。水泥混凝土的水胶比例广泛较高，水泥水化过程中反映的水分充足，毛孔中的水分趋于饱和，防止毛细管造成较大的负压，自收缩较小。与水泥混凝土相比，UHPC的水胶低于水泥混凝土。根据水化反应，毛细管中的水分不饱和，毛细孔的负压导致自收缩。与此同时，硅灰的加入导致毛细管直径下降，导致毛细管压力增大，自收缩增大。塑性收缩是指混凝土表面缺水速度在凝固前超过内部泌水速度，导致毛细管内产生负压，对混凝土浆料产生应力，从而产生塑性收缩。混合纤维具有一定的抗早期塑性收缩作用。化学物质是水泥水化获得的凝固物质，其体积低于水化反应物形成的凝固物质。使用C3S水化作例：C3SS5.2H=C1.7SH3.91.3CH,水化反应后，其体积下降6.6%，材料产生收拢。干燥收缩有两种情况，一种是指水泥基材料的内部湿度低于内部湿度，内部水分流失导致收敛；第二，水分向外界转移，在毛孔中产生负压，导致收敛。UHPC水胶比低，且结构致密，所以干燥收缩很小。温度收拢是指水泥基材料在硬化初期，内外温差过大造成的收拢。水泥用量大，UHPC形成的水胶比也随之增加。可以用其它材料代替水泥来降低水胶比的形成，也可以在浇水时流通凉水，降低温度升高。例如，为了避免混凝土因温度应力而在广州西塔施工中开裂，采用预拌加冰控温技术，在搅拌器中加入人工称重好的冰，降低水胶比。碳化收集是水泥基材料中的一种固化物质Ca。(OH)2与空气中的二氧化碳和水反应，引起Ca(OH)2浓度降低，同时反映自由水。当外界湿度降低时，反映产生的权利水会蒸发，导致凝胶颗粒界面张力增大，使水泥石处于缩小状态，导致碳化收敛。UHPC具有致密的微观结构，具有良好的抗碳化作用。但是如果UHPC中掺入了大量的煤灰，煤灰就会和Ca。(OH)2发生反应，导致炭化。所以在研究UHPC材料配合比时，煤灰等矿物掺合料的掺量要在适当的范围内，这是需要注意的问题。