超高性能混凝土的制備離不開粉煤灰等工業(yè)廢渣

  隨著高層大跨及有特殊功能要求的建筑物的設(shè)計(jì)建造，混凝土必須朝著更高強(qiáng)度、更高耐久性和更高可靠性的方向發(fā)展，在這種背景下，超高性能混凝土應(yīng)運(yùn)而生。超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)，又稱活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete,RPC)，是繼高強(qiáng)、高性能混凝土之后，出現(xiàn)的一種力學(xué)性能和耐久性更加優(yōu)越的新型建筑材料。高性能混凝土的配制原理是通過提高組分的細(xì)度與活性，使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂縫)減小到最少，以獲得超高強(qiáng)度與高耐久性。

  1.超高性能混凝土的實(shí)現(xiàn)途徑

  (1)剔除粗骨料，限制細(xì)骨料的盡可能地實(shí)現(xiàn)最緊密堆積來提高體系的密實(shí)度。

  (2)通過優(yōu)化細(xì)骨料的級(jí)配，部孔結(jié)構(gòu)。

  (3)摻入硅灰和粉煤灰等超細(xì)活性礦物摻合料，使其具有很好的微粉填充效應(yīng)，并通過化學(xué)反應(yīng)減小孔徑，降低孔隙率，優(yōu)化體系內(nèi)最大粒徑不大于300μm，提高骨料的均勻性。

  (4)在硬化過程中，通過加壓和熱養(yǎng)護(hù)，將C-S-H轉(zhuǎn)化成托貝莫來石，繼而成為硬硅酸鈣，改善材料的力學(xué)性能，并盡量減少化學(xué)收縮。

  (5)通過添加短而細(xì)的鋼纖維或其它品種高模量纖維，改善混凝土的韌性。

  2.超高性能混凝土的配制

  UHPC的超高性能來自于低水膠比及其自密實(shí)性，同時(shí)，膠凝材料基體中60%的超細(xì)工業(yè)廢渣二元和三元的復(fù)合作用也不容忽略。在結(jié)構(gòu)形成過程中，廢渣特別是超細(xì)工業(yè)廢渣的活性效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)和微集料效應(yīng)得以發(fā)揮。超細(xì)粉煤灰顆粒和UHPC基體間的結(jié)合是化學(xué)結(jié)合，從而使之具有很高的粘結(jié)強(qiáng)度。超細(xì)粉煤灰具有高強(qiáng)度和高彈模的特征，這樣就有效抑制了RPC基體和水泥基體中收縮裂縫的產(chǎn)生。另外在UHPC中摻入鋼纖維也是非常重要的，具有增強(qiáng)，增韌和阻裂效應(yīng)。纖維的作用效果取決于纖維的體積摻量和纖維間距，纖維越細(xì)以及纖維摻量越高，其強(qiáng)化基體的效果越好。