粗骨料对超高性能混凝土力学性能的影响及拟合分析

为探明粗骨料对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的作用规律,分别采用河砂,河砂与4.75~9.5mm碎石配制了两个系列不同粒径骨料的UHPC,试验研究了骨胶比(骨料与胶凝材料质量比,A/B)在0.6~1.2范围与石砂比(碎石与河砂的质量比,CS/RS)在1/4~1范围对UHPC工作性能与力学性能的影响。研究结果表明:骨胶比的增加与等骨胶比时石砂比的增大均会使UHPC的扩展度减小。随骨胶比增大,UHPC的抗压强度与抗弯拉强度均呈先增后减的趋势,弹性模量则呈线性增长趋势;当石砂比为1/2时,碎石对抗压强度与轴心抗压强度的增强效应最显著,石砂比越大,UHPC弹性模量增长幅度越高。当骨胶比≤0.9、石砂比≤1/2时,碎石的骨架增强正效应高于碎石因阻隔钢纤维的均匀分布而降低钢纤维增强增韧效率的负效应,有助于提高UHPC的抗弯拉强度。

集料粒径对超高性能混凝土力学性能与干燥收缩的影响

采用粒径<1.25 mm的石英砂、粒径<4.75 mm的河砂、粒径<9.5 mm的小碎石与粒径<19 mm的中碎石作集料分别配制了4种不同粒径集料的超高性能混凝土(UHPC),对比研究了集料粒径对这4种UHPC的抗压强度、抗弯拉强度、受压弹性模量、弯曲韧性与干燥收缩的影响。结果表明:中碎石UHPC的抗压强度与弹性模量最高,小碎石UHPC次之,河砂UHPC较石英砂UHPC略低。随着集料粒径的增大,UHPC抗弯拉强度、弯曲韧性指数均有不同程度降低,与河砂UHPC相比,小碎石UHPC的抗弯拉强度与弯曲韧性指数降低幅度较小,仍能维持良好的抗弯性能。碎石的掺入显著降低了UHPC的干燥收缩,中碎石UHPC、小碎石UHPC的收缩率相对于河砂UHPC分别降低了33.1%、26.2%。综合来看,小碎石UHPC的各项性能表现均比较优异。