上世紀(jì)以來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,，工程結(jié)構(gòu)朝更高,、更長、更深的方向發(fā)展,，這對(duì)混凝土的強(qiáng)度有了更高的要求,。為了滿足社會(huì)日新月異的發(fā)展趨勢(shì)，從事混凝土工作的研究者們需要讓混凝土的強(qiáng)度登上一個(gè)又一個(gè)新的臺(tái)階,。上世紀(jì) 50 年代,，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一般為 C20,；60 年代為 C30,；70～80 年代，由于引入了減水劑,，強(qiáng)度等級(jí) C40～C50 的混凝土已廣泛使用,；90 年代,，C50～C70 混凝土已經(jīng)廣泛使用，C80,、C90 以及 C100 在我國已開始使用,。

科技進(jìn)步與社會(huì)和人類需要密不可分。上世紀(jì)末以來,，我國一直處于一個(gè)高速發(fā)展及建設(shè)的階段,，對(duì)普通混凝土、高性能混凝土甚至是超高性能混凝土的需求越來越大,。結(jié)合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,，對(duì)混凝土的要求越來越高，所以超高性能混凝土（UHPC）的應(yīng)用前景十分廣泛,。

UHPC 是一種新型的超高強(qiáng)度,、高韌性的水泥基復(fù)合材料，與普通混凝土相比,，其顯著特點(diǎn)是強(qiáng)度更高,、韌性更大、耐久性更好,。UHPC 早期強(qiáng)度發(fā)展快,、后期強(qiáng)度極高，用于補(bǔ)強(qiáng)和修補(bǔ)工程中可替代鋼材和昂貴的有機(jī)聚合物,，既可保持混凝土體系的整體性,，還可以降低成本；UHPC 抗沖擊性能和耐久性能好,，廣泛的用于超高層建筑和需要高承載力的特殊結(jié)構(gòu),；UHPC 還擁有高密實(shí)性和良好的工作性能，使其工程實(shí)體表面有很高的光潔度,，外界的有害物質(zhì)很難入侵到實(shí)體里面去,，利用這一優(yōu)點(diǎn)，UHPC 還可做建筑物的外裝飾材料,。

UHPC 里一般都會(huì)加入鋼纖維,，目的是增加混凝土的抗彎拉能力和抗壓強(qiáng)度，但是,，鋼纖維會(huì)影響混凝土的流動(dòng)性,。

目前貴州正處于高速發(fā)展時(shí)期，未來會(huì)有許多的超高層的建筑將會(huì)坐落于貴陽市區(qū),，從貴州 UHPC 發(fā)展現(xiàn)況來看,，尚沒有一家攪拌站或者外加劑公司完全具備研發(fā)超高性能混凝土的技術(shù)，這是一個(gè)挑戰(zhàn),。

1  試驗(yàn)1.1  試驗(yàn)原材料

（1）水泥：貴州本地清鎮(zhèn)海螺 P·O52.5,。

（2）微珠粉：黔西電廠,，2000 目。

（3）硅灰：靈壽縣金源礦業(yè)加工廠,，4000 目,。

（4）玄武砂：清鎮(zhèn)市萬隆達(dá)礦產(chǎn)開發(fā)有限公司，0～5mm,。

（5）玄武石：清鎮(zhèn)市萬隆達(dá)礦產(chǎn)開發(fā)有限公司,，10～15.5mm。

（6）鋼纖維：史尉克工程纖維,，屬于平直型,，直徑 0.22mm，長度 13mm,，長徑比為 60,。

（7）外加劑：科之杰新材料集團(tuán)（貴州）有限公司高性能減水劑，固含量 30%,，減水率＞30%,。

1.2  試驗(yàn)用儀器設(shè)備

本試驗(yàn)所用試驗(yàn)儀器如表 1 所示。

1.3  配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)最大堆積密度理論,，設(shè)計(jì)超高性能混凝土理論配合比,，其中水膠比 0.18，砂率為 40%,，外加劑摻量是 15kg,。確定配合比如表 2 所示。

2  試驗(yàn)過程

初步設(shè)計(jì)外加劑配方為,，LL-S04: 480kg,，LL-S10G: 120kg，H2: 30kg,，X1: 0.1kg,，以上為 1 噸外加劑各組分用量。為了保證混凝土在一定時(shí)間內(nèi)能夠滿足施工條件,，所以使用我公司一款高減水,、高保坍的母液 LL-S04 和 LL-S10G，確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔院土鲃?dòng)性,。根據(jù)表 2 配合比進(jìn)行試配，其中鋼纖維體積摻量待定,，從 0.5% 增加到 2%,。

首先研究鋼纖維摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度以及流動(dòng)性的影響，確定最佳鋼纖維體積摻量，鋼纖維體積摻量分別設(shè)計(jì)為 39kg,、79kg、118kg,、157kg,，獲得數(shù)據(jù)分別見圖 1 和圖 2。

從圖 1 可以看出,，當(dāng)鋼纖維體積摻量從 39kg 增加到 157kg 時(shí),，混凝土的坍落度和擴(kuò)展度均在減小，也就是混凝土的流動(dòng)性在變差,。特別是當(dāng)體積摻量達(dá)到 157kg 后,，混凝土很難滿足施工要求。

從圖 2 可以看出,，當(dāng)鋼纖維體積摻量從 39kg 增加到 157kg 后,，混凝土 3d、7d 和 28d 抗壓強(qiáng)度均在增大,，3d 抗壓強(qiáng)度從 91.4MPa 增大到 107.3MPa,，同比增長 17.4%；7d 抗壓強(qiáng)度從 114.2MPa 增大到 130.8MPa,，同比增長 14.5%,；28d 抗壓強(qiáng)度從 140.2MPa 增大到 156.9MPa，同比增長 11.9%,。

調(diào)整膠凝材料用量,，調(diào)整微珠粉和硅灰的摻量，調(diào)整砂率,，調(diào)整水膠比,，及調(diào)整鋼纖維摻量，得到配合比,，見表 3,。

從表 3 中看，編號(hào) 1～6 水膠比 0.18,，砂率 40%,；編號(hào) 1～5 鋼纖維摻量是 0.5%，編號(hào) 6～9 鋼纖維摻量是 1%,；編號(hào) 7～9 水膠比 0.16,。收集混凝土初始數(shù)據(jù)，包括倒置流,、坍落度,、擴(kuò)展度，以及兩小時(shí)經(jīng)時(shí)損失的坍落度、擴(kuò)展度,、倒置流,；最后使用 100mm×100mm×100mm 標(biāo)準(zhǔn)試模成型，測(cè)量試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的 3d,、7d 和 28d 抗壓強(qiáng)度值,，獲得數(shù)據(jù)收錄于表 4。

從表 4 中的編號(hào) 1,、2 和 3 可以看出,，當(dāng)配合比其他組分保持不變時(shí)，微珠粉摻量從 10% 增加到 30% 時(shí),，混凝土流動(dòng)度在增大,，倒置流時(shí)間在縮短；而抗壓強(qiáng)度值在微珠粉摻量為 20% 時(shí)達(dá)到最大,。編號(hào) 1,、編號(hào) 4 和編號(hào) 5 可以看出，當(dāng)硅灰摻量從 10% 增加到 30% 時(shí),，混凝土流動(dòng)度逐漸降低,，當(dāng)硅灰摻量為 30% 時(shí)，混凝土基本失去工作性能,，并且抗壓強(qiáng)度值最低,。從編號(hào) 1 和編號(hào) 6 可以看出，鋼纖維體積摻量從 0.5% 增加到 1% 時(shí),，主要表現(xiàn)在混凝土流動(dòng)度在降低,，抗壓強(qiáng)度值在增加，28d 強(qiáng)度從 140.2MPa 增加到 146.2MPa,，同比增長 4.3%,。從編號(hào) 7、8 和 9 可以看出,，混凝土砂率從 40% 降到 30%,，水膠比是 0.16，混凝土流動(dòng)度在降低,，倒置流時(shí)間在增長,，抗壓強(qiáng)度值變化不大。從表 4 整體來看,，水膠比從 0.18 降低為 0.16,，強(qiáng)度有所增加，從 145.3MPa 增加到 149.6MPa,，同比增長 3%,，但流動(dòng)度受影響較大,。

3  結(jié)論

（1）超高性能混凝土（UHPC）抗壓強(qiáng)度隨著水膠比減小而增大，水膠比低會(huì)導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性差,，混凝土工作性能達(dá)不到理想狀態(tài),。

（2）混凝土砂率從 40% 降到 30% 時(shí)，混凝土流動(dòng)度在逐漸降低,，并且強(qiáng)度增長不多,。

（3）混凝土中微珠粉摻量從 10% 增加到 30%，混凝土流動(dòng)度在增大,，抗壓強(qiáng)度先增大后減小，當(dāng)微珠粉摻量為 20% 時(shí),，抗壓強(qiáng)度最大,；當(dāng)硅灰摻量從 10% 增加到 30% 時(shí)，混凝土流動(dòng)度降低,，當(dāng)硅灰摻量超過 30% 時(shí),，混凝土幾乎失去工作性能。

（4）混凝土抗壓強(qiáng)度隨著鋼纖維體積摻量的增大而增大,，3d 抗壓強(qiáng)度,、7d 抗壓強(qiáng)度和 28d 抗壓強(qiáng)度同比漲幅為 17.4%、14.5% 和 11.9%,。