不同因素对UHPC流动性和力学性能的影响及机理分析
Influence and mechanism analysis of various factors on flowability and mechanical properties of UHPC
关键词：
超高性能混凝土（UHPC）；粉煤灰；水胶比；钢纤维；流动性；力学性能；机理分析
Key words：
Ultra-high performance concrete (UHPC); Fly ash; Water-cement ratio; Steel fiber; Flowability; Mechanical property; Mechanism analysis
刊期：
2025年第4期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.04.054.06
文章编号：
基金项目：
甘肃省科技计划重点研发项目（22YF11GA303）；甘肃省交通运输厅科学项目（2022-50、2023-16）。
作者：
王永吉，全志平*，张富奎，朱小明，杨克诚，达 龙
单位：
甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730030
摘要
摘 要：研究了粉煤灰等质量取代0、10%、20%、30%硅灰对超高性能混凝土（UHPC）流动性和力学性能的影响，优选出最佳粉煤灰掺量。在此基础上，分析了水胶比（0.16、0.18、0.20、0.22）和钢纤维体积掺量（0、1.0%、1.5%、2.0%）对UHPC流动性和力学性能的影响。结果表明：随着粉煤灰掺量的增加，UHPC的扩展度增大，28 d抗压和抗折强度先增大后减小，最佳掺量为10%；随着水胶比的增加，UHPC的扩展度增大，28 d抗压强度先增大后减小，28 d抗折强度减小，推荐水胶比为0.18~0.20；增加钢纤维掺量会导致UHPC的流动性降低，但能有效提高UHPC的力学性能，尤其是抗折强度，推荐钢纤维体积掺量为1.5%~2.0%。
Abstract: The effects of partially replacing silica fume with fly ash(0, 10%, 20%, and 30%) on the flowability and mechanical properties of ultra-high performance concrete (UHPC) were investigated, and the optimal fly ash content was selected. Furthermore, the effects of water-cement ratio (0.16, 0.18, 0.20, 0.22) and steel fiber volume content (0, 1.0%, 1.5%, 2.0%) on the flowability and mechanical properties of UHPC were analyzed. The results show that with the increase of fly ash content, the slump-flow of UHPC increases, and the 28 d compressive strength and flexural strength first increase and then decrease, accompanied by an optimal content of 10%. As the water-cement ratio increases, the slump-flow of UHPC increases, and the 28 d compressive strength first increases and then decreases, while the 28 d flexural strength decreases. It is recommended that the water-cement ratio is 0.18~0.20. Increasing the content of steel fiber leads to a decrease in the flowability of UHPC, but the mechanical properties of UHPC can be effectively improved, especially the flexural strength. It is recommended that the volume content of steel fiber is 1.5%~2.0%.
结论
（1）随着粉煤灰掺量从0逐渐增至30%，UHPC流动性得到有效改善，28 d抗压和抗折强度先增大后减小。综合考虑流动性和力学性能，本文取粉煤灰的最佳掺量为10%。
（2）在10%粉煤灰掺量下，随着水胶比的增大，UHPC的流动性增大，28 d抗压强度先增大后减小，28 d抗折强度总体呈下降趋势。综合考虑，建议UHPC水胶比取0.18~0.20。
（3）在10%粉煤灰掺量下，随着钢纤维掺量的增加，UHPC的流动性下降，28 d抗压和抗折强度增大。综合考虑，建议钢纤维掺量取1.5%~2.0%。
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引用本文
王永吉,全志平,张富奎,等.不同因素对UHPC流动性和力学性能的影响及机理分析[J].混凝土与水泥制品,2025(4):54-59.
WANG Y J,QUAN Z P,ZHANG F K,et al.Influence and mechanism analysis of various factors on flowability and mechanical properties of UHPC[J].China Concrete and Cement Products,2025(4):54-59.
上一个： 螺旋箍筋约束大直径钢筋浆锚搭接连接预制混凝土构件的受拉性能
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