引言UHPC作為未來混凝土的重要發(fā)展方向之一，已經(jīng)在預(yù)制構(gòu)件、橋面鋪裝、墩柱加固等工程中得到了成功應(yīng)用。但是，由于UHPC的超高性能要求，往往需要犧牲自身的工作性，且需要通過加壓成型、蒸壓養(yǎng)護等改善性能的措施，使UHPC達到優(yōu)越的耐久性能和力學(xué)性能[1]，而這些改善措施具有局限性，從而限制了UHPC在實際工程中的大范圍應(yīng)用推廣，因此，本文針對高流態(tài)UHPC的配制技術(shù)開展試驗研究，旨在為其進一步應(yīng)用推廣提供一定的借鑒。1、原材料

水泥：山東產(chǎn)52.5硅酸鹽水泥。硅灰：貴州產(chǎn)高品質(zhì)硅灰，SiO2含量≥95%。粉煤灰：河南大唐產(chǎn)Ⅰ級粉煤灰。礦粉：S95級礦粉。石英砂：廣東產(chǎn)40～80目石英砂。聚羧酸減水劑：UHPC專用減水劑，減水率＞35%。鋼纖維：鍍銅微絲鋼纖維，抗拉強度＞2800MPa。水：自來水。2、試驗方法及配合比

采用常規(guī)攪拌工藝，按配合比稱取粉料倒入攪拌鍋后添加水和外加劑，攪拌至流態(tài)狀后加入鋼纖維，攪拌3min以上直至均勻。在標(biāo)準養(yǎng)護條件下對混凝土進行養(yǎng)護。按照GB/T2419—2005《水泥膠砂流動度測定方法》測定UHPC拌合物的流動度；按照GB/T17671—1999《水泥膠砂強度檢測方法》測定UHPC拌合物的7d及28d抗壓、抗折強度。UHPC基體的基準配合比見表1。表1

UHPC基準配合比研究不同膠砂比（0.7、0.9、1.1、1.3）、不同水膠比（0.15、017、0.19、0.211）、不同硅灰摻量（0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）、不同鋼纖維摻量（0.07%、0.09%、0.11%、0.13%）對UHPC流動性和強度的影響。表2為試驗設(shè)計因素表。表2

試驗設(shè)計因素表3、結(jié)果分析

3.1膠砂比對UHPC流動性及強度的影響UHPC的膠砂比直接影響了UHPC結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性，試驗結(jié)果見表3、圖1、圖2。

表3膠砂比因素試驗結(jié)果圖1不同膠砂比下UHPC的流動性圖2不同膠砂比下UHPC的強度由圖1可知，隨著膠砂比的增大，UHPC的流動性顯著變好，主要原因一是減水劑摻量為膠凝材料的1.8%，減水劑的總量隨著膠凝材料總量增加而增加，因此，膠砂比越大膠凝材料越多，減水劑總量就越多，起到的分散效果越好，從而UHPC整體流動性就越好；二是膠砂比較小時，減水劑總量較少，集料總量較多，會吸附減水劑，從而使UHPC整體流動性下降明顯。由圖2可知，膠砂比介于0.7～1.3時，UHPC的強度呈先增大后減小的變化規(guī)律，在膠砂比為1.1時強度值達到峰值。一般來說，適量提高集料用量對混凝土的抗壓、抗折強度是有提高作用的，而試驗結(jié)果與理論有較大出入，可能原因是膠砂比為0.7、0.9時，由于集料吸附減水劑使UHPC整體流動性下降明顯，成型時集料過多使得漿體難以填滿孔隙，試件內(nèi)氣泡較多而導(dǎo)致強度降低。從UHPC拌合物的工作性和強度角度考慮，膠砂比宜介于0.9～1.1。3.2水膠比對UHPC流動性及強度的影響水膠比因素試驗結(jié)果見表4、圖3、圖4。表4

水膠比因素試驗結(jié)果圖3

不同水膠比下UHPC的流動性圖4

不同水膠比下UHPC的強度由圖3可知，水膠比從0.15增大到0.21，UHPC的流動性從145mm增加到280mm，水膠比對UHPC的流動性影響顯著，水膠比為0.21時UHPC的流動性達到最大，并且可以自流平。由圖4可知，UHPC的抗壓、抗折強度整體趨勢是隨著水膠比的增加而下降。水膠比在0.15～0.21時，28d抗壓強度從142.5MPa下降到114.7MPa，降低了19.5%，28d抗折強度從23.7MPa下降到20.3MPa，降低了14.3%，說明水膠比是UHPC強度關(guān)鍵影響因素。同時，我們發(fā)現(xiàn)，在水膠比較低時（0.15、0.17），強度幾乎不受水膠比影響。分析原因一是水膠比低，膠凝體系中的自由水很少，自由水反應(yīng)完之后，就不再進行水化反應(yīng)生成C-S-H凝膠以及不發(fā)生火山灰反應(yīng)，這一點已有學(xué)者通過X射線衍射分析方法證實，低水膠比的混凝土衍射圖中有C3S衍射峰，說明低水膠比的混凝土中依然有水泥顆粒未發(fā)生水化反應(yīng)[2]；二是水膠比較低時，混凝土拌合物的黏度很大，導(dǎo)致攪拌過程中帶入的氣泡難以排出，從而影響了強度的增長，因此水膠比低到一定程度時，如果拌合物流動性不好，降低水膠比不一定能為提高試件強度做貢獻。從UHPC拌合物的工作性和強度角度考慮，水膠比宜介于0.17～0.19。3.3硅灰摻量對UHPC流動性及強度的影響硅灰摻量因素試驗結(jié)果見表5和圖5、圖6。表5硅灰摻量因素試驗結(jié)果圖5不同硅灰摻量下UHPC的流動性圖6不同硅灰摻量下UHPC的強度由圖5可知，硅灰摻量介于0.10～0.20時，UHPC的流動性從230mm增加到了270mm，流動性得到改善主要得益于硅灰的微填充效應(yīng)，硅灰顆粒粒徑極小，能夠置換出UHPC顆粒間孔隙的自由水，并在水泥微粒之間充當(dāng)滾球效應(yīng)的作用[3]，從而不僅可以起到增大漿體密實度的作用，還能提高漿體的流動性；硅灰摻量為0.25%時，流動性顯著降低，可能原因為硅灰摻量過度飽和而無法起到填充作用，反而影響了流動性。硅灰摻量宜介于0.15%～0.2%之間。由圖6可知，硅灰摻量為0.10%時，UHPC的28d抗壓強度為113.5MPa，28d抗折強度為21.3MPa；硅灰摻量為0.20%時，UHPC的28d抗壓強度為135.1MPa，28d抗折強度為22.9MPa，抗壓、抗折分別提高了19.0%和7.5%，這是因為硅灰微填充效應(yīng)增大了漿體密實度，從而提高了整體強度。硅灰摻量為0.25%時，強度不升反降，可能原因為硅灰摻量過度飽和而無法起到填充作用，反而影響了強度。從UHPC拌合物的工作性和強度角度考慮，硅灰摻量宜介于0.15%～0.2%。3.4鋼纖維摻量對UHPC流動性及強度的影響鋼纖維摻量因素試驗結(jié)果見表6和圖7、圖8。

表6

鋼纖維摻量因素試驗結(jié)果圖7

不同鋼纖維摻量下UHPC的流動性圖8

不同鋼纖維摻量下UHPC的強度由圖7可知，鋼纖維摻量介于0.07%～0.13%時，隨著鋼纖維摻量的增加，UHPC的流動性顯著降低，主要原因可能是鋼釬維作為UHPC組成的一個整體是需要漿體來包裹的，因此，在漿體一定時，鋼纖維越多，流動性越差。由圖8可知，UHPC強度的整體變化趨勢為隨著鋼纖維摻量的增加而變大，鋼纖維摻量介于0.07%～0.13%時，UHPC的28d抗壓強度從168.4MPa提高到187.2MPa，提高了11.1%，28d抗折強度從26.8MPa提高到了30.4MPa，提高了13.4%。存在異常數(shù)據(jù)情況的有：鋼纖維摻量為0.13%時的7d抗壓強度小于鋼纖維摻量為0.11%的強度，異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因可能有兩方面，一是鋼纖維過多，流動性較差，漿體無法填滿孔隙，二是鋼纖維過多，導(dǎo)致在UHPC拌合物中分散不均。從UHPC拌合物的工作性和強度角度考慮，鋼釬維摻量宜介于0.09%～0.11%之間。結(jié)論

（1）膠砂比介于0.7～1.3時，膠砂比越大，UHPC的流動性越好；UHPC的強度隨膠砂比增加而先增大后減小，在膠砂比為1.1時強度達到峰值；從UHPC拌合物的工作性和強度角度考慮，膠砂比宜介于0.9～1.1。（2）水膠比介于0.15～0.21時，水膠比越大，UHPC的流動性越好；抗壓、抗折強度整體趨勢為隨著水膠比增加而降低，水膠比較低時，UHPC體系中的自由水和拌合物的流動性對強度影響較大；從UHPC拌合物的工作性和強度角度考慮，水膠比宜介于0.17～0.19。（3）硅灰摻量介于0.10%～0.25%時，UHPC的流動性和強度均呈先增大后減小的變化規(guī)律，均在