新型超高性能混凝土的力學性能及工程運用研究

【摘 要】本文論述的新型超高性能混凝土是采用天然細集料和60%以上的外摻料在高溫熱水養護條件下制作出來的抗高

壓、抗折的新型超高性能混凝土，下面我們就對這種混凝土的力學性能進行分析及其在工程中的運用進行研究，提出超高性能混凝土的特性和使用價值。

【關鍵詞】新型超高性能混凝土；力學性能；工程運用

一、新型超高性能混凝土試驗

（1）試驗材料與方法。第一，原材料。水泥采用抗壓強度為68.9mpa、抗折強度9.12mpa的江南水泥廠生產的水泥；外摻料采用三種，A比表面積為22m2/g，B比表面為8040m2/g，C比表面積為7190m2/g；集料粒徑<2.5mm；鋼纖維直徑0.628mm；減水劑的減水率≥35%。第二，試件制作。按照超高性能混凝土各材料使用比例放入攪拌鍋進行干拌，材料配比（kg·m-3）如下表：

拌勻后加入添加了減水劑的水進行濕拌，邊攪拌邊摻入鋼纖維使其攪拌均勻，最后進行定型養護，養護熱水水溫控制在60℃以上，養護時間24小時。（2）力學性能試驗分析。超高性能混凝土力學性能抗壓強度變化如圖1所示。

其中1、2為常溫，3、4為熱水。超高性能混凝土力學性能抗折強度變化如圖2所示。

其中1、2為常溫，3、4為熱水。通過圖1與圖2可以觀察到，當鋼纖維體積率相同時，超高性能混凝土抗壓與抗折強度隨著溫度的升高而增強，當相同溫度條件下，超高性能混凝土抗壓與抗折強度隨著鋼纖維體積率增加而升高。另外，混凝土系列2的強度相對混凝土系列1的強度要高，這歸功于四元膠凝體系，因為混凝土原料的顆粒尺寸和性能間的互補。

二、超高性能混凝土在工程中的運用

（1）超高性能混凝土井蓋的制作。設計超高性能混凝土井蓋結構簡圖如圖3所示。

超高性能混凝土井蓋的直徑為670mm，井蓋厚度為45mm，抗壓強度與抗折強度滿足鐵鑄井蓋要求，抗斷裂強度可達30000J/m。（2）超高性能混凝土井蓋與其他材質井蓋性價比比較。新型超高性能混凝土的抗壓強度可達200mpa，抗折強度可達50mpa，并且性能穩定，可被用于高速公路井蓋制作，對于降低鐵鑄井蓋成本有很好的應用。高速公路以往采用鐵鑄井蓋成本高、易丟失、回收難度大、對車輛及行人安全構成危險，所以采用無需回收的新型超高性能混凝土井蓋替換原有鐵鑄井蓋，不但可以降低生產成本，而且使用壽命長，不會丟失，更好的保障了車輛及行人安全。超高性能混凝土井蓋與鐵鑄井蓋材料價格比較如下表。通過上表可以看出，采高性能混凝土制作的井蓋造價低廉具有很好的經濟效益。

三、超高性能混凝土在工程中的使用價值

（1）本文設計的新型超高性能混凝土的抗壓強度為180m

pa，抗折強度為40mpa，并且性能穩定，可被用于市政公路井蓋制作。（2）外摻料的配合比例采用四元體系配置而成的超高性能混凝土，其外摻料的配合比例效果最好，強度最高。（3）超高性能混凝土養護采用熱水養護，水溫越高，硬化強度越好，這是因為水溫可以使混凝土混合料中的水化產物發生反應。（4）新型超高性能混凝土通過廉價的天然細集料和外摻料進行配比優化，再經過60℃以上的熱水養護其的抗壓強度可達200mpa，抗折強度可達50mpa。（5）超高性能混凝土制作而成的井蓋抗壓強度可達250mpa，并且質量輕、韌性好、造價好、無回收價值不會丟失，具有非常好的經濟價值與使用價值。

新型超高性能混凝土井蓋替換原有鐵鑄井蓋，不但可以降低生產成本，而且使用壽命長、質量輕、硬度強、韌性好、不易丟失，更好的保障了車輛及行人安全。隨著新型摻合料的不斷涌現，超高性能混凝土的應用領域將越來越廣，品質越來越高。

參 考 文 獻

[1]劉斯鳳等.新型超高性能混凝土的力學性能研究及工程應用[J].工業建筑.2002（6）

[2]朱春銀等.超高性能混凝土的制備與物理力學性能研究[J].混凝土與水泥制品.2010（1）