自密实超高性能混凝土(UHPC)的配制及性能研究

摘要

超高性能混凝土（简称UHPC）是一种组成材料颗粒级配达到最优的水泥基复合材料，它含有一定比例的微细短钢纤维或有机纤维增强材料，在受拉状态下具有较好的韧性，与普通混凝土和高性能混凝土（HPC）相比，强度和耐久性更高。
　　本研究通过对UHPC原材料的优选，主要是聚羧酸型减水剂粉剂产品与江西省本地产水泥、硅灰相容性的实验优选出江西本地水泥及相应的减水剂；纤维（钢纤维，有机纤维或复掺）的选择及其最佳掺量的确定，以此来提高混凝土的韧性；江西本地天然河砂的粒径及级配的选择以及工业废弃固体材料磨细石英粉替代水泥或硅灰等的选择，然后确定和优化配合比，利用普通混凝土配制技术配制出自密实、抗压强度不低于100 MPa、抗拉强度不低于15 MPa的UHPC。
　　研究结果表明：
　　（一）利用江西省产洋房牌水泥、三瑞SP-600-02型号粉剂聚羧酸型高效减水剂、江西省赣江天然河砂（粒径≤2.36 mm，含泥量为2.4％）等材料，及相应的配合比（水胶比为0.18，水泥：硅灰：河砂为1：0.25：1.1）配制出来的UHPC能满足抗压强度大于100 MPa、抗拉强度大于15 MPa及自密实要求；
　　（二）磨细石英粉替代硅灰的效果比替代水泥的更好，替代量为10%时，配制出的UHPC不仅强度达到目标要求，同时也能满足UHPC自密实效果；
　　（三）纤维的掺入会使UHPC抗压强度小幅度地降低，使抗拉强度大幅度地提高，提高了UHPC的韧性。其中单掺钢纤维（掺量占水泥质量的2%）效果优于单掺有机纤维，复掺钢纤维和芳纶短切纤维（其中钢纤维占水泥质量的1.5%，芳纶短切纤维占0.5%）增强增韧效果最佳，抗拉强度和抗弯性能达到最佳。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 UHPC的发展历程

1.3 UHPC制备机理及技术指标

1.4 评价材料韧性的指标

1.5 本研究的主要内容、目的及意义

第2章 实验材料及实验方案

2.1 UHPC实验原材料

2.2 实验设备与仪器

2.3 UHPC实验方案

2.4 实验过程中存在的问题及采取的措施

2.5 小结

第3章 UHPC的配制研究

3.1 减水剂相容性

3.2 影响UHPC工作性能的主要因素

3.3 小结

第4章 UHPC的力学性能研究

4.1 影响UHPC抗压强度的因素

4.2 纤维对UHPC韧性影响及UHPC韧性评价

4.3 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 进一步工作的方向

致谢

参考文献