UHPC材料论文-《200MPa超高强钢纤维混凝土试验研究》

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前言

超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete, UHPC）是一种基于致密堆积理论设计的新型纤维增强水泥基复合材料，其力学性能优于传统混凝土，抗压强度一般在120MPa以上，极限抗拉强度大于7MPa，同时具有良好的弯曲韧性、抗氯离子渗透、耐腐蚀与抗疲劳特性。制备UHPC的原材料主要包括水泥、硅灰、石英砂、石英粉、水、钢纤维及高效减水剂等，其水胶比通常为0.18~0.22。

本栏目将为大家分享关于UHPC材料基本性能和UHPC结构力学性能方面的研究论文。首期分享的是国内最早开展UHPC材料和结构研究的单位之一——湖南大学的一篇论文。该论文介绍了200MPa级UHPC的制备和力学性能测试，并讨论了水灰比、砂灰比、钢纤维掺量和养护条件四种参数对UHPC力学性能的影响

基本信息

内容简介

研究背景

近年来，随着硅灰和高效减水剂在混凝土中的应用，为制备高强混凝土提供了一种实用而有效的方法。自丹麦的Bache于八十年代初研究开发成功DSP（Denified system Containing Homogeneously Arranyed Ultra-Fine Particles）水泥材料后，已能用优质普通骨料制备出100~120MPa的超高强混凝土，并在欧洲和北美有实际工程应用。

虽然超高强混凝土的抗压强度比普通混凝土成倍提高，但抗折强度却提高很少，表现为脆性显著增大。为了改善混凝土的脆性，通常在混凝土中掺入钢纤维，制成钢纤维混凝土，从而改善混凝土的脆性。国外发达国家的试验表明：在超高强混凝土中，掺入体积含量为6%的钢纤维后，将使抗压强度提高到200MPa，抗冲击性提高数十倍，脆性明显降低。

研究目的

为了追赶国际上在钢纤维混凝土研究与应用方面的先进水平，探索我国钢纤维混凝土发展的新路，论文作者采用特制钢纤维，在初步试验的基础上研究了纤维体积含量为6%的超高强混凝土的制备和性能；制备出了抗压强度达200MPa的超高强钢纤维混凝土。

研究内容

（1）超高强钢纤维混凝土的制备与基本力学性能测试；

（2）水灰比、砂灰比、钢纤维掺量和养护条件对流动性、抗压强度和抗折强度的影响。

主要结论

通过本次试验，得到如下结论：

（1）采用525#普通硅酸盐水泥，掺入20%的硅灰和6%的钢纤维，用振动成型方法，水灰比为0.18的钢纤维混凝土，在热水养护条件下，抗压强度可达170MPa；在高温养护条件下，抗压强度可达200MPa以上。

（2）在低水灰比的情况下，即水灰比为0.18~0.28范围内，相应的抗压强度为114~215MPa之间，超高强钢纤维混凝土的抗压强度与灰水比成线性关系，保罗米公式仍然适用。

（3）不同养护条件对超高强钢纤维混凝土的抗压强度有明显的影响，其影响程度与水灰比、砂灰比、钢纤维掺量有关。三种养护条件中，以高温养护的抗压强度最高，热水养护次之，标准养护最低。

通过以上试验，论文作者认为通过采用更高标号的水泥、优化水泥组成和颗粒级配，选择优质、级配良好的骨料，改善钢纤维与混凝土的粘结力，有可能用常规的振动成型的方法，制备出在热水养护条件下抗压强度达200MPa以上，高温养护条件下抗压强度达250MPa左右的超高强钢纤维混凝土。

引用链接

文献引用：

黄政宇, 沈蒲生, 蔡松柏. 200MPa超高强钢纤维混凝土试验研究[J]. 混凝土, 1993, (03): 3-7.

文献链接：

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=m6wOUVKyYs5wh7EzJ6zZYVaj9LRM8gnh-4l4QHzQfr9tfhVJhz6LPa0oiUGr9BiThavKX1a7-4iAnpE0POGUuisTYQyuKChf2d7EsLlEy6WUiF3OJf7_9YA2Fxa1Xoh9sPhXwFiqi7d7fJx61pyZ6HWECzaIQOhy&uniplatform=NZKPT