初凝超30 min超早强UHPC制备及其机理

针对既有交通线路快速抢通和抢通后寿命确保的需要,研发了具有足够施工时间的超早强(数小时达到开放强度)超高性能混凝土(UHPC)。基于最大密实度理论的UHPC配方,试验研究了普通硅酸盐水泥(OPC)替代率对硫铝酸盐-硅酸盐复合体系(SAC-OPC体系)混凝土力学性能与施工性能的影响,确定了OPC替代率;通过正交试验确定影响SAC-OPC体系混凝土力学性能和工作性能的早强组分(硫酸锂、硫酸铝)、增强组分(纳米碳酸钙)、调凝组分(粉体缓凝剂、四硼酸钠),制备了初凝时间36 min、3 h抗压/抗折强度41.4/17.0 MPa的超早强UHPC,以及初凝时间40 min、3 h抗压/抗折强度36.2/13.9 MPa的超早强UHPC。通过SEM和XRD分析,探究了具有足够施工时间超早强UHPC的性能形成机理。结果表明:随OPC替代率增大,UHPC的凝结时间先减后增,扩展度持续增大,早期力学性能大致呈下降趋势,后期力学性能大致呈上升趋势;超早强与初凝时间延长主要源于协同水化作用与早强组分、增强组分和调凝组分的累加效应。