膨脹劑及陶砂對UHPC抗沖磨性能和體積穩定性的影響

彭程康琰，耿春東，劉勇強，石 華，余松柏，丁慶軍

(1.華新水泥股份有限公司研發中心，武漢 430070；2.武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室，武漢 430070)

0 引 言

超高性能混凝土(UHPC)是一種為應對西部山區多發泥石流、洪水等自然災害對水工建筑造成破壞而研制的新型抗沖磨材料。由于泥石流、洪水中含有大量泥沙和石塊等固體碎屑物，其體積含量最少為15%，最高可達80%左右，具有突發性強、流速快、破壞力大和威脅強等特點[1-3]，因此會對橋梁墩柱或其他構筑物產生極大的沖擊磨損。利用機制砂制備的UHPC具有高抗沖磨、高抗沖擊、高韌性、抗硫酸鹽侵蝕性能，可良好應對西部山區復雜情況。但是UHPC仍存在部分問題，其膠材用量較高，導致整體收縮比較大，用于橋墩等橋梁結構和其他水工建筑時會因其收縮變形而導致開裂。

實驗選取不同類別的膨脹劑與空白組進行對比，研究不同膨脹劑種類和摻量對UHPC抗沖磨性能和體積穩定性的影響規律。并用陶砂替代部分機制砂，探究陶砂對UHPC抗沖磨性能和體積穩定性的影響機理。最后提出膨脹劑與陶砂對UHPC抗沖磨性能和體積穩定性的協同提升技術，為西部山區基礎工程建設提供理論基礎。

1 實 驗

1.1 原材料

(1)水泥(C)：型號為P·O 52.5，比表面積為363 m2/kg，各項性能指標見表1和表2。

表1 水泥、硅灰主要化學組成Table 1 Main chemical composition of cement and silica fume /wt%

表2 水泥性能指標Table 2 Performance index of cement

(2)硅灰(SF)：具體組成見表1，比表面積>17 000 m2/kg，28 d活性指數>110%。

(3)粉煤灰(FA)：粉煤灰微珠，比表面積1 260 m2/kg，28 d活性指數95%；其他各項性能指標如表3所示。

表3 粉煤灰微珠性能指標Table 3 Performance index of fly ash microbeads