基于最紧密堆积理论的超高性能混凝土配比设计

实际生产过程中,超高性能混凝土(UHPC)的配制及性能往往受到原材料品质波动的制约。为此,基于最紧密堆积理论,采用改进Andreasen模型和最小二乘拟合算法,对现有UHPC基体中的粉料材料最紧密堆积配比进行了计算。随后参考计算结果设计了不同UHPC配比,用最大固相含量法测试了不同配比UHPC基体的堆积密度,根据相关标准测试了各个配比UHPC的力学性能、收缩性能,采用化学结合水法对胶凝材料水化程度进行了测试,采用SEM对基体3 d和28 d龄期的微观形貌进行了分析。结果表明:根据最紧密堆积理论进行配比设计,UHPC中的水泥用量大幅降低;优化后不同配比UHPC及其基体的力学性能与最大固相含量法测试的结果相吻合,得到的UHPC基体最大抗压强度为136.1MPa。总而言之,结合最紧密堆积理论和最大固相含量法进行UHPC配比设计,可以克服材料局限性,得到水泥用量较少并且性能更优的UHPC配比。