粉煤灰综合利用
FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION
2016NO.1
试验与应用
水胶比对超高强水泥基材料力学性能影响研究 Research on Effect of Water to Cement Ratio onProperties of Ultra HighStrengthConcrete
钟枭，姚武
（同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海201804）
摘要：通过使用当地现有的常规材料，配制出了28d抗压强度超过150MPa，并且抗折强度超过20MPa的超高强水泥基材料，并且采取三点弯曲试验，测试了不同强度等级的超高强水泥基材料的力学参数，研究结果表明：随着水胶比的降低，超高强混凝土的强度增大，其超高强混凝土的折压比以及拉压比比高强混凝土的低，比普通混凝土的更低，这说明超高强混土的脆性进一步增大。
关键词：超高强混凝土：抗压强度；力学性能
中图分类号：TU528.31
文献标识码：A
人们在研究金属材料的力学性能过程中发现，随着金属极限抗拉强度的增加，尤其在使用高强度钢的过程中，往往出现低应力脆断，即工作应力远低于材料的许用应力而发生破坏现象。这是由于金属材料因自身难以发现的内部缺陷而产生应力重分布，局部应力大于服强度。因而发展了线弹性断裂力学。并用应力强度因子来描述带裂纹体结构的裂纹尖端的应力场强度，提出了断裂韧度这一新的强度概念(1-2)。研究结果表明，随着金属强度的增加，裂纹尖端附近的塑性变形减小，Kc降低；材料的“脆性”愈加明显，并且随着加荷速度的增加而降低。
混凝土是介于脆性与塑性之间的材料，人们容易接受的是，随着混凝土强度的增加，断裂韧度Kc降低，即高强混凝土比善菩通混凝土更“脆”。但目前有研究表明，Kc随着抗压强度的增加而显著地增加。本研究通过制备不同强度等级的超高强混凝土，测定了各项力学参数，并且通过”带切口的三点弯曲梁”，测量了其荷载-挠度曲线及其他力学参数。
超高强混凝土一般包括下列组成材料：高品质骨料.高标号的水泥，用量高达450~600kg/m，硅灰，一般为胶凝材料总质量的5%~15%；以及高效减水剂，其中高效减水剂的掺量较高：每立方米（m"）混凝土掺 5~15L,取决于高效减水剂的含固量及其特性[3)。高
收稿日期：20150805 万方数据
文章编号：1005-8249(2016)01-0035-04
效减水剂在这个掺量范围内，可以减少用水量约45~ 75k/m，要使混凝土达到超高强，其中点就是要求水灰比极低，甚至低于0.2。超高强度混凝土要求低孔隙率，特别是大孔要少，获得低孔隙率的唯一方法就是在拌合物中掺人粉磨极细的颗粒，如硅灰，以填充水泥颗粒间及骨料与水泥颗粒间的空隙。另外，通过高掺高效减水剂，提高拌合物的工作性，可以使得水泥颗粒呈解絮状态，使固体颗粒均匀分散，结构充分密实。本研究采用了江浙沪地区现有的材料进行了超高强混凝土的配制，并通过改变水胶比，研究其对超高强混凝土的影响(4-7)。
1试验原材料和试验方法 1.1原材料
水泥：江南-小野田硅酸盐水泥PII52.5；砂子：安徽凤阳特细石英砂，粒径<0.25um；硅灰；减水剂：江西
格雷斯聚羧酸型高效减水剂：水：自来水。 1.2配合比
为了研究不同强度等级的超高强混凝土，根据研究目的，本试验采用标准三联模钢模直接浇注试件，并且用长为16mm，宽为1mm的钢板在试件成型时预制了a。为16mm的裂缝，缝高比为0.4。根据试验要求，共设计了从0.14~0.24的6组不同水胶比，研究不同等级强度对于荷载挠度曲线，力学参数等的影响，配合
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