中國粉體網(wǎng)訊  超高性能混凝土(UHPC)，是一種纖維增強水泥基復合材料，一般是由水泥、細集料、纖維、礦物摻合料、高效減水劑等加水后進行拌合，再經過凝結硬化后形成的一種具有超高抗壓強度、抗拉強度等力學性能和較高耐久性能的混凝土，應用于道路、橋梁、水利等重大工程項目之中，對于推動土木工程材料的發(fā)展有著重大意義，應用前景十分廣闊。

一、UHPC的制備原料及其性能分析

1膠凝材料

制備UHPC的水泥應采用含堿量較低，C3A和C4AF含量較少的優(yōu)質硅酸鹽水泥。礦物摻合料一般選用硅灰，硅灰在UHPC中起到了填充作用，還可以與水泥水化產生的Ca(OH)₂發(fā)生二次水化，生成水化硅酸鈣，使UHPC的內部結構更加密實。

2鋼纖維

人們在不斷研究中發(fā)現(xiàn)，鋼纖維能夠極大改善UHPC的力學性能，目前鋼纖維已經成為UHPC制備不可缺少的材料。鋼纖維的摻量和形狀對UHPC都有一定影響。

研究表明，當體積摻量小于3%時，UHPC的彈性模量和抗壓強度都隨其增大而逐漸增大。過高的纖維摻量會使得纖維在基體中難以分散開來，分布不均，纖維發(fā)生團聚，降低UHPC的流動性，因此鋼纖維的最佳體積摻量為2%。

3減水劑

高效減水劑的種類主要分為，萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑、脂肪族高效減水劑和聚羧酸系高效減水劑4種。 目前UHPC中主要用聚羧酸系高效減水劑。

除此之外，混凝土混合料必須具有良好的和易性以保證獲得良好的澆灌質量。

①流動性：指混合料在本身自重或在機械振搗的外力作用下產生流動或坍落能均勻密實地填滿模板的性質。

②黏聚性：指混合料具有一定的黏聚力在運輸或澆筑過程中不致出現(xiàn)分層離析使混凝土保持整體均勻的性能。

③保水性：指混合料在施工過程中具有保水能力保水性好的混料不易產生嚴重泌水現(xiàn)象。

二、UHPC的生產工藝

常規(guī)制備UHPC的工藝方法：將膠凝材料、細集料、鋼纖維等倒入攪拌機進行攪拌，再加入水和高效減水劑攪拌直至成流態(tài)混凝土。

馬來西亞推薦的攪拌工藝：先將粉末和集料均勻化，然后加入水和外加劑進行攪拌，將漿體攪拌均勻后再均勻地加入鋼纖維。攪拌就是要將集料以及鋼纖維均勻分散開，不使鋼纖維聚集成團。

以短切的耐堿玻璃纖維約3~10%含量的復合材料為例，其密度為1600~ 2500kg/m3，抗沖強度8.0~21.5N.mm/mm2，壓縮強度48~83MPa，熱膨脹系數(shù)為11-16X10^-6K^-1。性能隨所用原材料、配比、工藝和養(yǎng)護條件而異。

三、UHPC工程應用概況

UHPC在國內最早的應用是在客運專線的電纜溝蓋板上，例如京滬高速鐵路就使用了 UHPC 制作的蓋板。之后UHPC開始逐步應用到了橋梁與建筑上。

寧波機場路南延市政道路和輕軌一體化高架箱梁接縫連接，上海嘉閔高架預制裝配式結構的梁與梁之間、蓋梁與墩柱之間的接縫連接等。

截至2018年年底，國內已有60多座鋼橋應用了鋼UHPC復合橋面。首次應用鋼-UHPC復合橋面的是廣東肇慶馬房大橋。目前，鋼-UHPC復合橋面是UHPC應用規(guī)模最大的工程項目。

2018年至2019年，深圳的悅彩城展中心幕墻、余杭文化藝術中心幕墻、上海音樂學院歌劇院幕墻都采用了UHPC，這又補充了國內UHPC在建筑領域的空席。

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專家簡介

賴建中，博士，南京理工大學教授、博導。從事先進水泥基復合材料、功能梯度材料、3D打印建筑研究。承擔了國家自然科學基金、國防基礎研究等項目。

獲南京理工大學優(yōu)秀教師、先進科技工作者、卓越計劃“紫金之星”等稱號，入選創(chuàng)聚江寧高層次人才引進計劃、混凝土與水泥制品協(xié)會專家委員，獲南京市自然科學優(yōu)秀學術論文獎。

參考來源：

百度百科，水泥基復合材料

申久成，等：超高性能混凝土研究綜述，南京工程學院