郭康 ，華新 ，謝杰 ，吳小勇 ，周新文 ，林瑋

（1.寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315000；2.江蘇蘇博特新材料股份有限公司,浙江 南京 211103）

0 引言

超高性能混凝土（UHPC）是以低水膠比、多元微細(xì)顆粒緊密堆積和微細(xì)鋼纖維增韌等為主要制備技術(shù)特點(diǎn)的水泥基復(fù)合材料。隨著UHPC制備技術(shù)的逐步成熟，大規(guī)模應(yīng)用UHPC將成為必然。大流態(tài)UHPC是提升施工效率、確保規(guī)?；瘧?yīng)用質(zhì)量的主要保障。目前關(guān)于UHPC流動(dòng)性的研究主要集中在配合比優(yōu)化和外加劑使用。而關(guān)于攪拌機(jī)型和拌合制度對(duì)UHPC流動(dòng)性的影響的研究報(bào)道甚微。開(kāi)展規(guī)?；苽銾HPC物相穩(wěn)定性規(guī)律、評(píng)價(jià)方法和調(diào)控技術(shù)研究，提出科學(xué)的評(píng)價(jià)方法和調(diào)控手段，促進(jìn)制備技術(shù)的突破和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬已刻不容緩。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

核心膠材、核心干混料和減水劑為江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)，其中核心膠材由水泥、微細(xì)礦物摻合料組成，核心干混料由水泥、微細(xì)礦物摻合料和細(xì)骨料等組成。減水劑為聚羧酸高性能減水劑，其性能指標(biāo)如表1所示。鋼纖維為微細(xì)鍍銅平直型鋼纖維，其性能指標(biāo)如表2所示。

超高性能混凝土試驗(yàn)配合比如表3和表4所示。

表1 聚羧酸減水劑主要性能指標(biāo)

表2 鋼纖維主要性能指標(biāo)

表3 含粗骨料超高性能混凝土（CA-UHPC）配合比 kg/m3

表4 不含粗骨料超高性能混凝土配合比 kg/m3

1.2 試驗(yàn)方法

混凝土坍落擴(kuò)展度和含氣量測(cè)試參照GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定執(zhí)行。倒置坍落度筒排空時(shí)間（簡(jiǎn)稱倒坍時(shí)間）測(cè)試參照J(rèn)GJ/T 281—2012《高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)定執(zhí)行?？箟簭?qiáng)度測(cè)試參照GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》規(guī)定執(zhí)行。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 攪拌機(jī)型制的影響

攪拌機(jī)型制對(duì)于CA-UHPC拌合物流動(dòng)性及流變特性的影響，采用了如表5所示的4組實(shí)驗(yàn)。

表5 攪拌機(jī)型制對(duì)CA-UHPC流動(dòng)性的影響

各組實(shí)驗(yàn)均采用了如表3所示的配合比，并對(duì)出機(jī)拌合物進(jìn)行了含氣量、坍落擴(kuò)展度、倒坍時(shí)間及28 d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 攪拌機(jī)型制對(duì)CA-UHPC流動(dòng)性的影響

從表6中可以看出，在CA-UHPC拌合物得到充分?jǐn)嚢璧臄嚢柚贫龋ǜ麟A段攪拌時(shí)間）不變的情況下，包括攪拌機(jī)進(jìn)料容量、攪拌方式等攪拌機(jī)型制參數(shù)對(duì)于UHPC流動(dòng)性的影響并不顯著。同時(shí)，各組實(shí)驗(yàn)試件的28 d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度結(jié)果也顯示，各組拌合物的力學(xué)水平保持相同，這也說(shuō)明攪拌機(jī)型制對(duì)于UHPC的拌合無(wú)明顯影響。表6中各組試驗(yàn)的坍落擴(kuò)展度及倒坍時(shí)間相近，可以說(shuō)明各組拌合物的流變特性亦保持相近。

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，UHPC的拌合傾向于使用立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)。分析認(rèn)為，該經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)是承襲于普通混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)所采用的低坍落度、干硬性普通混凝土的拌合工藝，擁有較高功率的立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)更容易克服該種普通混凝土的高屈服應(yīng)力，從而可以將低坍落度、干硬性普通混凝土攪拌更加均勻。然而，由于膠材用量高以及外加劑技術(shù)的進(jìn)步，UHPC拌合物普遍表現(xiàn)出較低或適中的屈服應(yīng)力。因此，并無(wú)必要指定立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行UHPC的拌合。

對(duì)于不含粗骨料的UHPC，攪拌機(jī)型制對(duì)于拌合物流動(dòng)性及流變特性的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表7所示，攪拌制度與表5相同。表7的結(jié)果也印證了上述分析結(jié)論。

表7 攪拌機(jī)型制對(duì)于不含粗骨料的UHPC拌合物流動(dòng)性的影響

2.2 攪拌時(shí)間的影響

表8顯示了采用1 m3立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)，采用不同攪拌時(shí)間，對(duì)于不含粗骨料UHPC（配合比如表4所示）的流動(dòng)性及流變特性的影響試驗(yàn)制度。

表9顯示了攪拌時(shí)間對(duì)UHPC拌合物流動(dòng)性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著無(wú)纖維濕拌時(shí)間的延長(zhǎng)，而保持含纖維濕拌時(shí)間不變，UHPC拌合物的流態(tài)逐漸增大；倒坍時(shí)間的縮短也顯示出，隨著拌合時(shí)間的延長(zhǎng)，拌合物粘度有所下降。而保持無(wú)纖維濕拌時(shí)間，延長(zhǎng)含纖維濕拌時(shí)間，亦有相同結(jié)論。值得注意的是，第3組與第4組實(shí)驗(yàn)拌合物雖然在無(wú)纖維濕拌時(shí)間和含纖維濕拌時(shí)間的延長(zhǎng)方面上各有側(cè)重，但總拌合時(shí)間是相同的，第3組與第4組實(shí)驗(yàn)拌合物的出機(jī)狀態(tài)亦表現(xiàn)得十分接近。表9的結(jié)果顯示，拌合物的28 d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度與倒坍時(shí)間的變化有密切的相關(guān)性，即隨著拌合物粘度的下降，拌合物的強(qiáng)度呈現(xiàn)輕微的下降趨勢(shì)，這極有可能與拌合物穩(wěn)定性變化導(dǎo)致的含氣量變化和纖維不同程度的沉降有關(guān)。

表8 攪拌時(shí)間對(duì)UHPC拌合物流動(dòng)性的影響

表9 攪拌時(shí)間對(duì)UHPC拌合物流動(dòng)性的影響

需要指出的是，各組試驗(yàn)的無(wú)纖維濕拌時(shí)間均保證拌合物出現(xiàn)明顯流態(tài)后，再進(jìn)行了鋼纖維的投加。

3 結(jié)語(yǔ)

研究攪拌機(jī)型和拌合制度對(duì)UHPC流動(dòng)性的影響，得到如下結(jié)論。

（1）在UHPC拌合物得到充分?jǐn)嚢璧臄嚢柚贫龋ǜ麟A段攪拌時(shí)間）不變的情況下，包括攪拌機(jī)進(jìn)料容量、攪拌方式等攪拌機(jī)型制參數(shù)對(duì)于CA-UHPC流動(dòng)性及抗壓強(qiáng)度的影響并不顯著。

（2）在確保拌合物能夠呈現(xiàn)明顯流態(tài)再投加纖維的情況下，延長(zhǎng)無(wú)纖維濕拌時(shí)間、含纖維濕拌時(shí)間以及總攪拌時(shí)間，能夠降低UHPC拌合物的流變特性參數(shù)，從而提升拌合物的流動(dòng)性，但過(guò)度延長(zhǎng)攪拌時(shí)間有可能造成穩(wěn)定性問(wèn)題。