150~200MPa超高强高性能混凝土的配制

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1、150~200MPa超高强高性能混凝土的配制王冲蒲心诚刘芳吴建华（重庆大学B区建筑材料工程系，重庆，400045） 摘要：本论文在分析了活性粉末混凝土的特点基础上，研究了利用常规材料和普通工艺制备150~200MPa超高强高性能混凝土的可行性，研究结果表明，在不剔除粗集料的情况下，采用极低水胶比，配制出最高抗压强度达到170.3MPa的超高强高性能混凝土，而混凝土拌和物流动性仍然很好，塌落度可以达到245mm，扩展度达到563mm。本研究认为，为充分发挥混凝土成本低廉的优势，配制超高强高性能混凝土最佳的技术路径并不是剔除粗集料，而是如何

2、去解决混凝土中由于粗集料所带来的缺陷问题。关键词：超高强高性能混凝土，活性粉末混凝土，粗集料，强度，流动性1.超高强高性能混凝土发展背景　　随着我国城市化的发展，城市人口数量逐渐增多，而城市土地面积有限，地价如金，因此，建筑物的高层化与超高层化不可避免；我国公路网和高速公路网、铁路网和高速铁路等基础设施的大规模建设，跨越大江、大河、深谷、海峡的大跨和超大跨桥梁的兴建也与日俱增；随着人类的生产与生活活动向海洋扩展，大量海洋平台亦将在浅海或深海兴建。这种发展趋势将引导我国的现代化建筑向着高层化、大跨化、重载化及结构轻量化方向发展。这就对我国

3、的建筑结构材料剔除了更高的要求，也就是混凝土向高强化，超高强化发展。2.活性粉末混凝土（RPC）　　现代混凝土技术的发展，主要趋势之一就是混凝土的高强化，由于高效减水剂和超细活性矿物掺和料的掺入，高性能混凝土已在实际工程中得到了广泛的应用，混凝土强度发展也越来越高，用普通工艺和常规材料已经可以配制出100~150MPa的高性能混凝土[1、2]。而强度更高，其它性能更为优异的混凝土发展也非常迅速。表1  典型的活性粉末混凝土实例编号配合比成型压力（MPa）养护条件（℃）抗压强度（MPa）RPC类型参考文献水水泥硅灰石英粉砂钢纤维减水剂10

4、.1610.2401.10.2***170~230RPC200[3]20.1710.230.391.100.019090℃170~230RPC200[4]30.1910.230.391.100.019090℃170~230RPC200[4]40.1910.230.390.50.630.01950250~400℃490~680RPC800[4]50.2810.3250.31.43200.027090℃163RPC200[5]60.2610.3250.31.430.20.027090℃197RPC200[5]70.2510.1000.005

5、26.8208℃165~300RPC200[6]注：*表示资料缺少。　　活性粉末混凝土即是一种特殊的高性能混凝土，它是法国人P.Richard仿效DSP材料，将被认为是导致混凝土容易产生缺陷的粗集料剔除，再根据密实堆积原理，减小细集料粒径，在热压条件下成型，并高温蒸压而成。表1是关于活性粉末混凝土的几个实例：　　从表1实例中可以看到，活性粉末混凝土主要存在以下特点：（1）水胶比低，强度高，韧性好；（2）无粗集料，材料匀质性高。然而作为廉价性优、用量最大的粗集料被剔除后，活性粉末混凝土原材料成本昂贵；（3）成型条件要求高：为保证强度，混凝

6、土采用热压成型，成型工艺复杂，更主要的是，无法在施工现场成型，必须先预制成型，成本增加；（4）后期需要热养护或蒸压养护，也增加了混凝土的成本。　　以此来看，活性粉末混凝土强度及其它性能都十分优异，但是其致命缺点是制作工艺复杂，成本高，国内外虽有不少工程应用[3、5]，对于用量大和使用范围广泛的建筑工程来讲，活性粉末混凝土的应用仍然有非常大的局限性。　　因此，本文作者们认为，建筑工程中配制高强度的混凝土，最好要考虑到混凝土的现场可操作性，同时要充分发挥粗集料在混凝土中的作用。在此基础上，本文的研究目的就是不剔除粗集料，不热压成型，应用普通

7、工艺和常规材料来配制150~200MPa超高强高性能混凝土。3.本研究用原材料及试验方法3.1  原材料（1）水泥：重庆地维525普通硅酸盐水泥，化学成分和比表面积见表2；（2）硅灰：贵阳清镇铁合金厂生产，化学成分和比表面积见表2；（3）矿渣：经振动磨磨细，化学成分和比表面积见表2；表2  胶凝材料化学成分和比表面积材料化学成分（％）比表面积(cm2/g)CaOSiO2Al2O3Fe2O3TiO2MgOSO3烧失量水泥64.6720.755.213.780.511.852.711.153730硅灰0.5694.900.491.07—0.

8、70—1.90约20万矿渣39.3532.6414.062.422.907.13——8800（4）高效减水剂：密胺树脂型高效减水剂，固含量31.0%，掺量按胶凝材料重量的固定比例掺入；（5）粗集料：重庆小泉