张学斌
身份证号：62242619891227****
摘要：超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete, UHPC），是一种由水泥、矿物掺 合料、细集料、钢纤维和外加剂等材料或由上述材料制成的干混料加水拌合后，经凝结 硬化后形成的一种具有高抗弯强度、高韧性、高耐久性的水泥基复合材料。
关键词：原材料；配合比设计；工作性能；问题；养护
引言
黄河大桥主桥采用双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥，跨径布置为80+180+442+180+80=962m，桥塔采用门型钢筋混凝土塔。主梁采用双边钢箱钢-混组合梁，是由双边箱梁、工字形钢横梁与 UHPC 桥面板组合而成的整体式断面，其中双边钢箱横桥向间距 18.7m， 桥面宽 34m，含检修道宽 38m。钢梁与桥面板组合后桥梁中心线处梁高 3.55m，顶面设双向 2％横坡，预制 UHPC 桥面板厚 17cm，上铺 8cm 厚沥青混凝土铺装。UHPC 混凝土预制面板共计 324 块，4468.6m3，最大的预制块尺寸为 12000×9075×170mm，重约 48T。
1原材料
1.1水泥
应符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定。厂家应提供批次合格证明（如检验报告等），并提供凝结时间、强度、细度等指标。
1.2矿物掺和料
硅灰、粉煤灰和磨细矿渣应符合标准GB/T 18736-2017《高强高性能混凝土用矿物外加剂》的规定。
厂家应提供批次合格证明（如检验报告等），并提供含水率、细度、需水量比及不同龄期的活性指标。所有矿物粉体材料放射性应符合标准GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的规定。
1.3石英砂
超高性能混凝土用砂应符合GB/T 14684-2011《建设用砂》的规定，技术指标应达到I类要求。砂厂应提供材料批次合格证明（如检验报告等），应包括表1-1所列技术指标。
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2配合比设计
UHPC的配制材料可分为胶结料、骨料、外加剂及钢纤维四大类，各部分既独立又相互关联。工作按以下顺序开展：
（1）按照最紧密堆积理论确定骨料—不同级配石英砂的掺加比例；
（2）确定合适的胶砂比（胶结料/石英砂），胶砂比是保持粘聚性的关键，是控制胶 结料与细骨料充分握裹的指标；
（3）确定胶结料中各组分的掺加比例；
（4）确定水胶比、外加剂的掺量：它们是影响UHPC工作性和力学性能的关键因素；
（5）确定钢纤维掺量，显著影响材料的抗拉、抗弯（即抗折）性能和成本等；
（6）UHPC材料的制备流程，确定各材料组分的添加顺序及搅拌时间，明确从搅拌机中输出材料的工作性状态指标。
初选级配采用容重控制试配，每立方米胶结料总量控制在 1100kg 以下，石英砂总 量控制在 1200kg 以下，水胶比 0.14~0.16（未包含减水剂中的水量），减水剂及玻璃微珠 用量均不超过 2%。 在胶结料总量控制在 1100kg 的基出上，对水泥和硅灰的比例进行分组试验，确定出两种材料的优选比例。
3工程应用中出现的问题
UHPC 作为一种新型高性能水泥基材料，是以极低水胶比、多元微细颗粒紧 密堆积和微细钢纤维增韧等为主要制备技术特点的水泥基复合材料。而良好的均 匀性和密实性是保证 UHPC 超高力学性能和耐久性能的基础，而施工性能良、 制备水平不足和应用技术欠缺而引发的结构整体性能劣化现象频出，甚至造成工程质量事故，主要表现有：
（1）材料不稳定，生产调整频繁、困难
（2）生产效率低下（搅拌 10min 以上），或无法出浆
（3）纤维等结团
（4）物相稳定性差，纤维、骨料分层离析，性能不均匀
（5）粘度大，流动性差，难以密实
（6）流动性损失大，泵送堵管
（7）收缩大、结构开裂
（8）表层失水严重，结皮开裂，性能劣化
4养护、包装、运输和贮存要求
4.1养护
4.1.1按以下要求对超高性能混凝土试件进行养护
1）标准蒸汽养护：在GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法》规定的试验环境下，静停24h后脱模；将脱模后的试件放入蒸养箱，以不超过15℃/h的速率升温至90℃±1℃，恒温48h，然后以不大于15℃/h的速率降温至20℃±5℃，预制桥面板用超高性能混凝土采用标准蒸汽养护。
2）标准常温养护：按GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法》规定的标准养护，现浇湿接缝用超高性能混凝土采用标准常温养护。
4.1.2 采用标准蒸汽养护试件的试验龄期宜为7d。标准蒸汽养护后的试件应在GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法》规定的试验环境下存放至试验龄期。
采用标准常温养护试件的试验龄期宜为28d，可根据具体情况约定试验龄期。
4.2包装
4.2.1水泥、硅灰、石英砂等原材料的包装需按照原材料生产厂商的要求实施。
4.2.2UHPC宜采用防潮包装袋包装，小包装袋（包装重量不超过50kg）应符合标准GB 9774-2016《水泥包装袋》的规定；集装袋（包装重量介于500~3000kg）应符合标准GB/T 10454-2000《集装袋》的要求，且应具备防潮功能。
4.2.3 UHPC每袋净含量不应少于标识质量的99%。随机抽取20袋，总质量（含包装袋）应不少于标识质量的总和。
4.2.4袋装UHPC包装袋上应标志标明产品名称、标记、商标、加水量范围、净含量、使用说明、储存条件及保质期、生产日期或批号、生产单位、地址和电话等。
4.2.5与UHPC配套使用的外加剂、纤维，可采用原包装，或使用同等质量包装材料与包装方式分装。
4.3运输
4.3.1原材料、UHPC的运输方式需结合生产厂商与应用单位之间的距离确定最佳运输方式，运输过程中不得混入杂物。
4.3.2原材料、UHPC运输时，应有防雨、防潮、防扬尘措施，避免受潮，不应污染环境。
4.3.2袋装UHPC运输时，不应摔包，不应自行倾卸。
4.4贮存
4.4.1原材料UHPC应按照不同类型、性能等级分别贮存，不应混杂，宜先存先用，避免日晒雨淋，禁止接触火源，放置碰撞，注意通风。
4.4.2原材料、UHPC应干燥保存，保存场地应有防雨、防潮和防尘措施，贮存过程中包装袋不应破损。
4.4.3袋装UHPC的保质期自生产日期起为3个月。当存放时间超过3个月应做报废处理。
结语
面向公路工程建设项目的需求，基于超高性能混凝土（UHPC）材料的特点，开展超高性能混凝土（UHPC）制备技术研究，可以自主设计、生产、制备满足工程性能需求的UHPC，制备的UHPC可应用于公路工程桥涵结构中，可以有效提高结构的力学性能，满足更大跨径、受力性能更加复杂的桥梁及预制拼装结构的应用需求。
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