《C100超高性能混凝土的特性研究》 www.wenku1.com

2015年第7期（总第309期）Number7in2015（TotalNo．309）

混

凝Concrete

土

预拌混凝土

ＲEADYMIXEDCONCＲETE

doi：10．3969j．issn．1002-3550．2015．07．031

C100超高性能混凝土的特性研究

12

毛山红，邬锦斌，余

33

斌，谢欢愉，李

利

3

（1．广东省预拌混凝土行业协会，广东广州510180；2．东莞市建业混凝土有限公司，广东东莞523238；

3．广州穗业混凝土有限公司，广东广州510700）

摘

要：通过优化的混凝土原材料和配合比，配制出C100超高性能混凝土，在满足力学性能的同时，还有效解决了C100超高性

能混凝土黏度与和易性之间的矛盾，坍落度与扩展度的损失得到有效控制，工作性能完全满足现场施工和泵送要求，最高将混凝土垂直泵送至411m，创下了垂直泵送高度的世界新记录。

关键词：C100超高性能混凝土；配合比；工作性能；力学性能；世界新记录中图分类号：TU528．01

文献标志码：A

3550（2015）07-0121-03文章编号：1002-

StudyonthecharacteristicsofC100ultrahighperformanceconcrete

MAOShanhong1，WUJinbin2，YUBin3，XIEHuanyu3，LILi

3

（1．GuangdongProvincePrestirConcreteAssociation，Guangzhou510810，China；2．DongguanJianyeConcreteDevelopmentCo．，Ltd．，Dongguan523238，China；3．GuangzhouSuiyeConcreteDevelopmentCo．，Ltd．，Guangzhou510700，China）

Abstract：Byoptimizingtheconcretematerialsandmixtureratio，preparedC100ultrahighperformanceconcrete．TheresultshowthatthealsoeffectivelysolvedthecontradictionbetweentheviscosityandtheworkabilityofC100mechanicalpropertiesmeettherequirements，

ultrahighperformanceconcrete．Lossofslumpandslumpflowhasbeeneffectivelycontrol，theworkingperformancefullymeetthere-quirementsofsiteconstructionandpumping，theconcretehasbeenverticalpumpedto411mintheheight，createdanewworldrecordforverticalpumpingheight．

Keywords：C100ultrahighperformanceconcrete；mixproportion；workingperformance；mechanicalproperties；newworldrecord

0引言

混凝土是一种非均质的多孔材料，强度受到孔隙率和

混凝土（UHPC）超高泵送最关键是混凝土必须具有良好的可泵性和较高的流动性。需解决黏度与和易性之间的矛盾、坍落度与扩展度损失的控制，这两个问题主要通过优化原材料品种和混凝土配合比解决；扩展度和黏度经时损调整外加剂组分解决失问题需通过选择、

［2］

因此，需要降低孔隙率来提高强度。通常通孔结构制约。

过降低水灰比可得到低孔隙率的浆体基相，从而提高强度。但在工程中仅有此方法，不足以使混凝土抗压强度超过70MPa。高强度高性能混凝土是通过降低水灰比，使用而获得高性能和高强度的。混高效减水剂和矿物超细粉，

尤其是浆体的孔隙率。由凝土的耐久性取决于微观结构，

于强度高的混凝土孔隙率比普通混凝土低，因此，从本质上讲，强度高的混凝土比普通混凝土更耐久

［1］

。

1试验材料

（1）水泥：越堡水泥P·II52．5Ｒ，各项检验技术指标

见表1。

表1

水泥技术指标

比表面积标准稠度凝结时间min抗折强度MPa抗压强度MPa

（m2kg）用水量%初凝终凝3d28d3d28d390

24．4

70

154

6．7

9．2

35．3

59．8

。

超高性能混凝土（UltraHighPerformanceConcrete，简“三高”称UHPC）是以其而著称，即耐久性高、工作性高、强度高，被称为21世纪混凝土。在我国可持续发展战略中，随着绿色混凝土工程材料的推进和发展，超高强高性能混凝土在改善环境、提高经济效益、解决工程中的疑难如何确保其高强问题等方面引起了专家们的极大关注。

度、高工作性的特点，结合广州市珠江新城西塔工程中应用C100超高性能混凝土开展了一系列试验研究。

广州市珠江新城西塔工程中应用的C100超高性能混凝土是泵送高度H＞400m直接送至施工部位。超高性能

10-16收稿日期：2014-

（2）矿物掺合料：超细矿渣粉以及硅粉，在混凝土中起微填充作用，不仅可增大混凝土的流动性、改善和易性，而提高混凝土强度和耐久性，其各项检且大大降低孔隙率，3。验技术指标见表2、

3

（3）细骨料：西江河砂，II区中表观密度2650kgm，

粗砂，细度模数3．0，含泥量0．8%。

（4）粗骨料：反击破花岗岩碎石，11～使用6～11mm、16mm、16～22mm三种单粒级规格的碎石按不同比例搭

·121·

表2

密度（gcm3）2．95

比表面积（m2kg）838表3

烧失量%1．96

需水量比

%125

含水量%0．2硅粉技术指标

活性指标%7d109

28d113表4

筛孔尺寸mm分计筛余%累计筛余%

26．500

1910．610．6SO3含量%0．23

矿渣粉技术指标

烧失量%0．35

流动度比

%99

活性指标%7d114

28d104

氯离子含量

%

0．01

配，分别检测堆积密度，从检测数据的变化规律，得出搭配5～20连续级配碎石的3种单粒级规格的碎石最佳比例为

32∶1∶7，搭配后试验数据为：表观密度2670kgm，压碎指

颗粒级配见表4。标6．6%，

搭配后碎石的颗粒级配1628．9

39．5

9．545．384．8

4．7515．199．9

2．36099．9

底盘0．1100

（5）外加剂：柯杰KJ－JS聚羧酸高性能减水剂，从KJ－表5净浆流动度比较试验结果及图1试验可以看出，JS聚羧酸高性能减水剂具有良好保塑性。

（6）水：自来水。

2

2．12．2

C100超高性能混凝土的试验

配合比

C100超高性能混凝土的配合比见表6。

试验方案

使用SJD－60试验用单轴强制式搅拌机进行搅拌后

，

表5

序号1234

水泥g[1**********]0表6

矿渣粉g－7641．524

混凝土配合比

砂750

碎石900

水150

减水剂18

试验编号[1**********]

硅粉g－2427．516

减水剂净浆流动度比较试验

减水剂g3．03．03．03．0

水g87878787

图1减水剂净浆流动度试验

流动度mm

[1**********]3

1h后流动度mm

[1**********]9

新拌混凝土拌合物工作性能试验经过反复多次试配，3。结果见表7，试验图片见图2、

表7

倒筒时间s初始120min8．1

4．37．53．53．410．88．28．43．38．5

7．45．65．83．83．57．09．27．03．17．5

混凝土拌合物性能坍落度mm初始[***********][1**********]0

120min[***********][1**********]5

扩展度mm初始[***********][1**********]0

120min[***********][1**********]0

水胶比0．20

水泥矿渣粉硅粉500

190

60

检测新拌混凝土的工作性能和力学性能。2．2．1

工作性能

我国采具体评价超高性能混凝土泵送施工性能优劣，用倒坍落度筒混凝土流下时间长短来评价。例如：倒筒时间≤10s时，混凝土易于泵送施工；而且还需要控制倒筒

［3］

时间的经时变化，一般经时2h，倒筒时间基本不变。按

照GBT50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》规定检测新拌混凝土工作性能，包括倒筒时间、坍落度、扩展度及其经时变化。2．2．2

力学性能

按照GBT50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法》规定检测新拌混凝土力学性能，包括立方体抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、静力受压弹性模量。试件采用振动台成型、标准养护，其中立方体抗压强度经过多次反复试配。

2．3．2力学性能

（1）抗压强度

经过反复多次试配，各龄期立方体抗压强度见表8，试件经试验后的状态见图4。

（2）抗折强度

抗折强度采用100mm×100mm×400mm棱柱体试件进行试验，各龄期抗折强度见表9，试件经试验后的状态见图5。

2．3

2．3．1

试验结果

工作性能

·122·

8

。果见表11，试验分别见图7、

图2

新拌混凝土出机情况

图5表10

试验编号

1

23

3d6．057．095．87

抗折强度试验后

MPa56d7．588．118．29

混凝土各龄期抗拉强度

7d7．157．137．17

28d7．407．428．09

图3表8

试验编号[1**********]

3d89．492．8101．383．6－－－79．586．877．3

混凝土倒筒时间试验混凝土各龄期抗压强度

7d106．6111．4105．2114．9115．6108．299．7101．5102．9108．0

28d119．7119．5122．3118．1116．1112．6117．3121．4116．6118．5

56d120．4130．7118．4125．2－－－－－－

MPa

图6

表11

123

劈裂抗拉强度试验后

混凝土28d轴心抗压强度及静力受压弹性模量MPa

轴心抗压强度

101．7114．7119．5

静力受压弹性模量

[1**********]3

300

试验编号

图4表9

试验编号

123

3d8．49．08．5

抗压强度试验后

MPa56d12．412．611．2

图7

轴心抗压强度试验后

混凝土各龄期抗折强度

7d9．611．111．8

28d10．012．511．8

（3）劈裂抗拉强度

劈裂抗拉强度采用100mm×100mm×100mm立方各龄期劈裂抗拉强度见表10，试件经试体试件进行试验，验后的状态见图6。

（4）轴心抗压强度及静力受压弹性模量

轴心抗压强度及静力受压弹性模量采用150mm×150mm×300mm棱柱体标准试件进行试验，28d试验结

·123·

图8

静力受压弹性模量试验

·下转第127页

率比SAP2的试样的收缩率要小些，这是因为SAP1试样强度较高，相应抵抗干燥收缩的能力增强。

SAP造成干缩的原因，可能是由于砂浆表面容易失在混凝土表面和内部产生湿度差，即湿度梯度，在湿度水，

梯度的作用下，会使SAP孔中的水向与表面连通的孔隙这种转移的结果在某种程度增加了毛细孔的连通中转移，

性，从而导致了干缩增大。

3结论

（1）高吸水树脂的加入造成流动度降低，掺量越大，影

响越明显。

（2）在密封养护后，再干燥养护，随着SAP掺量增加，强度降低，干燥失水率和收缩率增大；合适的SAP掺量有收缩率降低。利于强度提高，

（3）尽管SPA1失水率较大，但干缩较小，强度较高，更能满足工程的需要。

（4）对高水灰比的水泥砂浆，SAP的加入未必能补偿干燥收缩的影响。

参考文献：［1］JENSENOM，HANSENPF，Waterentrainedcement－based

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［3］周宇飞，胡曙光，王发洲，等，高吸水性树脂颗粒对混凝土自收

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［6］蔡永涛．超强吸水性树脂SAP混凝土抗冻性能的研究［D］．济

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［7］孔祥明，张珍林．高吸水性树脂对高强混凝土自收缩的减缩机

J］．硅酸盐学报，2014，42（2）：150－155．理［

［8］孔祥明，张珍林．高吸水性树脂对高强混凝土浆体孔结构的影

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［9］ASSMANNA．Physicalpropertiesofconcretemodifiedwithsu-Ger-perabsorbentpolymers［C］Stuttgart：StuttgartUniversity，

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bilityMechanicsofConcrete＆ConcreteStructures．London：Tay-lor＆Francis，2009，847－853．第一作者：联系地址：联系电话：

马先伟（1977－），男，博士，副教授，主要从事高性能混凝土及废弃物利用。

河南省平顶山河南城建学院土木工程学院办公室（467036）[1**********]

·上接第120页

［23］PICKELMANNJ，PLANKJ．Amechanisticstudyexplainingthe

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2012，42：1409－1416．CementandConcreteＲesearch，

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［26］CHＲISTOPHEＲKYLＲAYMONDL，AUGUSTUSYF，etal．

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何文敏（1978－），女，副教授，博士。

陕西省渭南市临渭区站北街东段1号（714000）[1**********]

·上接第123页

3应用

通过以上反复试验研究，按试验原材料和配合比，进

（2）确保了C100超高性能混凝土的工作性能完成满创下垂直泵送高度的世界新记录；足现场施工和泵送要求，

（3）确保了C100超高性能混凝土的力学性能。

参考文献：［1］冯乃谦，．北京：机械邢锋．混凝土与混凝土结构的耐久性［M］2009：1．工业出版社，［2］李伟中，．混凝等．C100超高性能混凝土（UHPC）超高泵送［J］

2009（3）．土，［3］冯乃谦．高性能混凝土与超高性能混凝土的发展与应用［J］．

2009（4）．施工技术，第一作者：联系地址：联系电话：

毛山红（1969－），女，工程师。

广州市越秀区盘福路盘福大街1号广轻大厦A座1403（510180）[1**********]

新拌混凝土的工作性能及力学性能均满足行了生产试拌，

最终进一步确定了生产C100超高性能混凝土设计要求，

的原材料和配合比。配制出的C100超高性能混凝土，质新拌混凝土性能完全满足现场施工和泵送要求，量稳定，

使用新型混凝土泵，先后成功将混凝土垂直泵送至333m，

［2］

并创下了垂直泵送至411m高的世界新记录。

4结论

通过试验研究及应用，同时优化C100超高性能混凝

得出以下结论：土原材料和配合比，

（1）有效解决了C100超高性能混凝土黏度与和易性坍落度与扩展度的损失同时得到有效控制；之间的矛盾，

·127·

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