不同因素对超高性能混凝土工作性及力学性能的影响
Influence of Different Factors on the Workability and Mechanical Properties of Ultra-high Performance Concrete
关键词：
超高性能混凝土（UHPC）；海砂；江砂；机制砂；矿物掺合料；钢纤维；工作性；力学性能
Key words：
Ultra-high performance concrete(UHPC); Sea sand; River sand; Machine-made sand; Mineral admixture; Steel fiber; Working performance; Mechanical property
刊期：
2021年第12期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2021.12.050.05
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金资助项目（51678514）；江苏省自然科学基金面上项目（BK20201436）；中国博士后基金面上项目（2018M642335）；江苏省住建厅建设系统科技项目（2018ZD047）；教育部产学合作协同育人项目（201901273053）；江苏高校“青蓝工程”资助项目（中青年学术带头人，2020）；扬州大学“高端人才支持计划”项目；江苏省科技副总项目（FZ20200869）；扬州大学大学生学术科技创新基金项目（X20200482、X20200460）。
作者：
王 冠1，李 炜1，葛文杰1,2，陈玉彬2,3，孙 浩1，陈博洋1，陈亦文1，王碧涛1
单位：
1.扬州大学 建筑科学与工程学院，江苏 扬州 225127；2.江苏扬建集团有限公司，江苏 扬州 225002；3.扬州建祥混凝土有限公司，江苏 扬州 225001
摘要
摘 要：研究了水胶比和矿物掺合料掺量对超高性能混凝土（UHPC）工作性的影响，分析了砂种类对UHPC力学性能的影响。结果表明：增大水胶比、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量均可改善UHPC的工作性，而增大硅灰掺量会降低UHPC的工作性；掺入1%的钢纤维可显著提高UHPC的力学性能；海砂、江砂取代石英砂会使UHPC的抗压强度和抗折强度均有不同程度的降低，机制砂取代石英砂会使UHPC的抗压强度增加、抗折强度降低。
Abstract: The influence of water binder ratio and mineral admixtures content on the working performance of ultra-high performance concrete(UHPC) was studied, and the influence of sand type on the mechanical properties of UHPC was analyzed. The results show that increasing the water binder ratio, slag powder content and fly ash content can improve the working performance of UHPC, but increasing silica fume content can reduce the working performance of UHPC. Adding 1% steel fiber can significantly improve the mechanical properties of UHPC. Replacing quartz sand with sea sand and river sand can reduce the compressive strength and flexural strength of UHPC to varying degrees. Replacing quartz sand with machine-made sand can increase the compressive strength and reduce the flexural strength of UHPC.
结论
（1）水胶比在0.19~0.21范围内时，浆体流动度随着水胶比的增大而增大；随着硅灰掺量的增加，UHPC的工作性降低，建议硅灰掺量不超过30%；矿渣粉和粉煤灰的掺入有利于改善UHPC的工作性，但考虑其对强度的影响，掺量应控制在20%之内。
（2） 与不掺钢纤维的UHPC相比，掺入1%钢纤维可以提高UHPC的力学性能。
（3）石英砂UHPC的28 d抗压强度最高可达到144.7 MPa，抗折强度最高可达到18.4 MPa；利用海砂、江砂完全取代石英砂时，UHPC的抗压强度和抗折强度均降低；利用机制砂完全取代石英砂时，UHPC的抗压强度增加，抗折强度略微降低。
（4）通过合理的配合比设计，可以利用海砂、江砂、机制砂配制出性能良好的UHPC，但将海砂、江砂、机制砂UHPC应用于实际工程中时，还需对其长期服役状态下的耐久性等问题进行研究。
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引用本文
王冠,李炜,葛文杰,等.不同因素对超高性能混凝土工作性及力学性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2021(12):50-54.
WANG G,LI W,GE W J,et al.Influence of Different Factors on the Workability and Mechanical Properties of Ultra-high Performance Concrete[J].China Concrete and Cement Products,2021(12):50-54.
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