超高性能混凝土的配合比设计研究

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发布时间：2021-09-07

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超高性能混凝土的配合比设计研究
徐立斌。董艺。陈尚伟
(贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵州贵阳550006)
摘要：超高性能混凝土(含5 mill以上粗骨料)由于其抗压强度高、耐久性强等优异特点，是一种节材、节地、节能的新型建筑
材料，是国内、外混凝土技术的发展趋势。但由于其胶凝材料用量较大，水胶比较低，拌合物黏稠导致其泵送能力较差，易发生堵
泵、爆管等事故，阻碍其在工程中的大量应用。通过合理的配合比设计、配制和生产了含有粗骨料100 MPa以上、可超高泵送的
超高性能混凝土。通过采用矿渣粉、粉煤灰、硅粉等矿物掺合料复配设计，优化配合比的相关参数，得出配制100 IVIPa以上的超
高强混凝土时，应适量增加矿物掺合料的掺量，提出提高水灰比，降低水胶比的设计方法更合理。
关键词：超高性能混凝土；矿物掺合料；配合比设计
中图分类号：TU528．062 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)01—0072—03
Research on the mixture ratio design of ultra—high performance concrete
XULibin，DONG Yi，CI-~ N Shangwei
(Guizhou Science Research and Design Institute of CSCES，Guiyang 550006，China)
Abstract：Ultra—high performance concrete(including the coarse aggregate of over 5mm)，with high compressive strength and strong
durability，is regarded as a new —type building material that could economize on raw materials，lan d and energy and the development
trend of concrete technology both at home and abroad．However，thelarge consumption ofbindingmaterials，low water—binder ratio and
the viscous mi xture are prone tO give rise to the inferior pumping capacity，pipe blockage and pipe break，thus preventing its massive ap—
plication in the real projects．Therefore，through the design of reasonable mixture ratio，it makes up and produces the pumping ultra—
high performance concrete of over 100M Pa that contains coarse aggregate by adopting the compound design of mineral admixtures，such
as slag powder，fly ash and ganister san d SO aS to optimi ze the relevant parameter of the mi xture ratio．Finally it comes to the conclusion
thatwhilemaking upthe ultra—tlighperforman ce concrete ofoverIOOMPa，itismuchmore reasonableto appropriately addthemixing
amount of the mi neral admixtures，increase the water—cement ratio and decrease the water—binder ratio．
Key words：ultra—high—performan ce concrete，mineral admixtures，the mixture ratio design
目前，随着超高层建筑(建筑高度400 ITI以上)的大量
新建，100 MPa以上的超高性能混凝土(含粗骨料)得到了
开发和应用。目前，世界最高建筑——阿联酋的迪拜塔
(楼高828 in)应用了C80级的高强高性能混凝土，广州
珠江新城西塔(楼高441 rn)应用了CIO0超高性能混凝
土 J。因此，本研究结合目前大量应用的矿渣粉、粉煤
灰、硅粉等矿物掺合料的材料特性，采用高水灰比、低水胶
比的配合比设计思路，配制出了满足超高泵送的100 MPa
以上的超高强度高性能混凝土。
1 原材料选择
本研究选用P·O 42．5级和P·II 52．5级水泥，其28 d
抗压强度分别为48 MPa和60 MPa。选用的矿渣粉为$95
级的矿渣粉其，28 d活性指标为102％；硅粉的比表面积为
收稿日期：2014—07-06
基金项目：中建股份科技研发课题(CSCEC一2011一Z-25)
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l6．8 in ／g，SiO2的含量为95％，活性指数110％；磷矿粉的
比表面积为420 m ／kg，28 d活性指数为89．1％；粉煤灰选
用II级。
2 配合比设计思路
随着混凝土技术的进步，单一配制强度大于100 MPa
的混凝土已不是难题，难点是满足超高强度要求的同时，
还考虑工作性、耐久性的要求。由于高强高性能混凝土的
高黏性，泵送过程中，混凝土与管壁剪切力增大，资料显
示，W／C=0．385时，黏着力为0．01 MPa，而W／C=0．28
时，高性能混凝土的黏着力为0．04 MPa，系前者的4倍。
因此，配制C100的超高强混凝土并满足超高泵送的技术
要求，必须要解决低W／B与大流动性之间的矛盾；拌合物
高黏度与易流动(倒筒时间短)的矛盾；高压泵送与抗泌
水、离析分层的矛盾；高温施工、长距离运输、超高泵送与
长时间保塑的矛盾等技术难题。超静陛能混凝土的超高强