基于多重響應的鋼渣超高性能混凝土組成優化設計研究

馮 元，余 睿，范定強,3，曾 敏，胡方杰，水中和，王思雨，劉康寧，譚珺輝，王武峰

(1.武漢理工大學，硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室，武漢 430070；2.武漢理工大學材料科學與工程國際化示范學院，武漢 430070； 3.武漢理工大學材料科學與工程學院，武漢 430070；4.中鐵建大橋設計研究院，武漢 430063； 5.中國鐵建股份有限公司橋梁工程實驗室，武漢 430063；6.中山市武漢理工大學先進工程技術研究院，中山 528400)

0 引 言

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)同普通混凝土相比具有更高的強度、耐久性以及韌性，作為一種新型的水泥基復合材料在土木工程建設中展現出巨大的潛力和價值[1-2]。UHPC優異的機械性能和耐久性，歸因于基體內部顆粒的最緊密堆積以及膠凝材料的大量使用，UHPC中水泥使用量約為900～1 100 kg/m3[3]，而每生產1 t硅酸鹽水泥會排放出1 t CO2[4]，在造成生產成本劇增的同時帶來了不小的環境負擔，所以，在保證UHPC優異性能的前提下降低水泥用量以實現生態化成為了不可忽視的問題。

作為大宗廢棄物之一的鋼渣在我國的累計堆存量高達11億t，但是綜合利用率僅有約30%[5]，高堆存量、低利用率造成人力和土地資源的浪費。鋼渣的礦物成分同水泥相似，具有膠凝材料的特性[6]，可以取代部分水泥生產低碳型混凝土。目前常用的是粒徑較小的鋼渣粉，其安定性不良效應較低且穩定性有所改善[7]，但在UHPC中的應用相對較少，且鋼渣粉的活性低于硅酸鹽水泥[8]，可能會降低UHPC性能，進一步制約鋼渣在UHPC中可持續發展。雖有研究表明，一定量鋼渣粉的摻……