新型超高性能混凝土的力學(xué)性能及工程運(yùn)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(xì)集料和60%以上的外摻料在高溫?zé)崴B(yǎng)護(hù)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(xué)性能進(jìn)行分析及其在工程中的運(yùn)用進(jìn)行研究，提出超高性能混凝土的特性和使用價值。

【關(guān)鍵詞】新型超高性能混凝土；力學(xué)性能；工程運(yùn)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(qiáng)度為68.9mpa、抗折強(qiáng)度9.12mpa的江南水泥廠生產(chǎn)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(jìn)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(jìn)行濕拌，邊攪拌邊摻入鋼纖維使其攪拌均勻，最后進(jìn)行定型養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)熱水水溫控制在60℃以上，養(yǎng)護(hù)時間24小時。（2）力學(xué)性能試驗分析。超高性能混凝土力學(xué)性能抗壓強(qiáng)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(xué)性能抗折強(qiáng)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(dāng)鋼纖維體積率相同時，超高性能混凝土抗壓與抗折強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)，當(dāng)相同溫度條件下，超高性能混凝土抗壓與抗折強(qiáng)度隨著鋼纖維體積率增加而升高。另外，混凝土系列2的強(qiáng)度相對混凝土系列1的強(qiáng)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(bǔ)。

二、超高性能混凝土在工程中的運(yùn)用

（1）超高性能混凝土井蓋的制作。設(shè)計超高性能混凝土井蓋結(jié)構(gòu)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(qiáng)度與抗折強(qiáng)度滿足鐵鑄井蓋要求，抗斷裂強(qiáng)度可達(dá)30000J/m。（2）超高性能混凝土井蓋與其他材質(zhì)井蓋性價比比較。新型超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)200mpa，抗折強(qiáng)度可達(dá)50mpa，并且性能穩(wěn)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(yīng)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(gòu)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(chǎn)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(jīng)濟(jì)效益。

三、超高性能混凝土在工程中的使用價值

（1）本文設(shè)計的新型超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度為180m

pa，抗折強(qiáng)度為40mpa，并且性能穩(wěn)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(qiáng)度最高。（3）超高性能混凝土養(yǎng)護(hù)采用熱水養(yǎng)護(hù)，水溫越高，硬化強(qiáng)度越好，這是因為水溫可以使混凝土混合料中的水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)。（4）新型超高性能混凝土通過廉價的天然細(xì)集料和外摻料進(jìn)行配比優(yōu)化，再經(jīng)過60℃以上的熱水養(yǎng)護(hù)其的抗壓強(qiáng)度可達(dá)200mpa，抗折強(qiáng)度可達(dá)50mpa。（5）超高性能混凝土制作而成的井蓋抗壓強(qiáng)度可達(dá)250mpa，并且質(zhì)量輕、韌性好、造價好、無回收價值不會丟失，具有非常好的經(jīng)濟(jì)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(chǎn)成本，而且使用壽命長、質(zhì)量輕、硬度強(qiáng)、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(xiàn)，超高性能混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V，品質(zhì)越來越高。

參 考 文 獻(xiàn)

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

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