超高性能混凝土的制备离不开粉煤灰等工业废渣
水泥 同济大学孙振平教授课题组 2016-02-29
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随着高层大跨及有特殊功能要求的建筑物的设计建造，混凝土必须朝着更高强度、更高耐久性和更高可靠性的方向发展，在这种背景下，超高性能混凝土应运而生。超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)，又称活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete,RPC)，是继高强、高性能混凝土之后，出现的一种力学性能和耐久性更加优越的新型建筑材料。高性能混凝土的配制原理是通过提高组分的细度与活性，使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减小到最少，以获得超高强度与高耐久性。
1.超高性能混凝土的实现途径
(1)剔除粗骨料，限制细骨料的尽可能地实现最紧密堆积来提高体系的密实度。
(2)通过优化细骨料的级配，部孔结构。
(3)掺入硅灰和粉煤灰等超细活性矿物掺合料，使其具有很好的微粉填充效应，并通过化学反应减小孔径，降低孔隙率，优化体系内最大粒径不大于300μm，提高骨料的均匀性。
(4)在硬化过程中，通过加压和热养护，将C-S-H转化成托贝莫来石，继而成为硬硅酸钙，改善材料的力学性能，并尽量减少化学收缩。
(5)通过添加短而细的钢纤维或其它品种高模量纤维，改善混凝土的韧性。
2.超高性能混凝土的配制
UHPC的超高性能来自于低水胶比及其自密实性，同时，胶凝材料基体中60%的超细工业废渣二元和三元的复合作用也不容忽略。在结构形成过程中，废渣特别是超细工业废渣的活性效应、形态效应和微集料效应得以发挥。超细粉煤灰颗粒和UHPC基体间的结合是化学结合，从而使之具有很高的粘结强度。超细粉煤灰具有高强度和高弹模的特征，这样就有效抑制了RPC基体和水泥基体中收缩裂缝的产生。另外在UHPC中掺入钢纤维也是非常重要的，具有增强，增韧和阻裂效应。纤维的作用效果取决于纤维的体积掺量和纤维间距，纤维越细以及纤维掺量越高，其强化基体的效果越好。
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