集料粒径对超高性能混凝土力学性能与干燥收缩的影响

发布时间：2022-02-11 21:48

　　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。 

【文章来源】：混凝土. 2020,(07)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

集料粒径对UHPC抗压强度的影响

图2显示了集料粒径对UHPC静力受压弹性模量的影响。弹性模量主要受集料的强度、粒径与含量的影响较大。由图2可以看出，4种UHPC的弹性模量体现出了与抗压强度相似的趋势。河砂UHPC最低为41.1 GPa，相对于石英砂UHPC降低了6.4%，同样是粒径更小且粒形为棱角的石英砂表现更好。集胶比（集料与胶凝材料质量比例）同为1.05、水胶比同为0.16的3种UHPC中，小碎石UHPC弹性模量相对于石英砂UHPC、河砂UHPC分别提高了3.2%、10.2%，表明小碎石的引入有利于UHPC弹性模量的提高，这可以归因于小碎石自身较高的硬度和弹性模量，且在UHPC受压过程中能阻止微裂缝的扩散。在掺入中碎石后，UHPC的弹性模量提升幅度更大，较河砂UHPC提高18.7%，这主要与中碎石UHPC在这4种UHPC中抗压强度最高有关，同时中碎石UHPC中更大的碎石体积含量增加了UHPC的抗变形特性。

图3是集料粒径对UHPC抗弯拉强度的影响结果。由图3可知，随集料粒径增大，UHPC的抗弯拉强度不断降低。集料最大粒径为1.25 mm的石英砂UHPC抗弯强度在4种UHPC中最高，达到28.9 MPa，主要是因为UHPC的抗弯强度与基体对钢纤维的利用效率有关，石英砂较小的粒径对钢纤维的扰乱作用很小，几乎可以忽略不计，因此抗弯拉强度达到最大。集料最大粒径为4.75 mm的河砂UHPC与石英砂UHPC相比，二者的集胶比一致，但前者较后者的抗弯拉强度降低了10.7%，表明较大粒径的河砂对钢纤维的压迫明显增大，导致UHPC对钢纤维的利用效率降低。当在UHPC体系中继续引入小碎石，最大粒径增至9.5 mm时，抗弯强度相对石英砂UHPC降低了12.8%，下降幅度增大，集料粒径的增大继续对钢纤维的分布产生不良影响。但小碎石UHPC的抗弯强度相对于河砂UHPC下降幅度不大，仅为2.3%,4.75～9.5 mm小碎石与河砂形成的连续级配对长度为13 mm的钢纤维的阻隔作用有限，其达到的抗弯强度依旧比较理想。

【参考文献】：
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本文编号：3620998