粗集料UHPC收缩与力学性能

作者：李聪; 陈宝春; 韦建刚

来源：交通运输工程学报, 2019, 19(05): 11-20.

DOI：10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.05.002

• 桥梁工程
• 超高性能混凝土
• 粗集料
• 收缩
• 集料级配
• 抗拉强度
• 紧密堆积
• 圆环约束
• 开裂

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险,进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验,分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响,并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响;进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析,验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性,并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明:随着粗集料掺量的增加,UHPC早期自收缩量降低,最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关,当粗集料掺量为22.5%时,其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内,是5组材料中堆积最紧密的一组,对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著,对抗拉强度的降低幅度影响最小;当粗集料掺量为22.5%时,UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa,为试验中的最合理掺量,可有效降低收缩开裂风险;与未掺粗集料的UHPC相比,圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%,其抗裂性能得到提高;建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性,对掺有长度为12～20 mm钢纤维的UHPC,其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。

• 单位
  福州大学; 土木工程学院; 福建工程学院