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浅谈UHPC超高性能混凝土内部微观结构的提升

发布日期:2020-11-16 浏览次数:77

      对照普通混凝土、高强/高性能混凝土和UHPC的孔隙率与孔径分布,可见,UHPC超高性能混凝土的总孔隙率在降低,另外孔径被细化,即渗透性毛细孔所占比重也大大降低,这是UHPC可以获得高抗渗性与高耐久性的重点。对照UHPC C200与RPCC500可见,加压成型试件经250℃热养护,总孔隙率和毛细孔含量进一步降低,抗压强度则大大提高。


      UHPC超高性能混凝土微观结构的提升,另一重要层面在于不同材料的界面质量提升,即胶凝材料与骨料、纤维之间界面过渡区密实度与抗压强度的提高。水泥浆体中亚微米和纳米级硅灰颗粒的物理填充作用,使初始的界面过渡区趋于密实;硅灰的火山灰反应则将水化产生的氢氧化钙转化为C-S-H凝胶,进一步提高过渡区的密实度。常温养护28天UHPC,基体与钢纤维之间的过渡区还清晰可见,但宽度只有2~4μm(普通混凝土过渡区宽度可达50μm);热养护提高硅灰的火山灰反应程度,界面的密实度与基体相似,过渡区几乎无法辨别。


      高密实度或低孔隙率,以及不同材料间界面质量的提升,是UHPC高强度和低渗透性的基础。但是,UHPC的微观结构并不是完美的,往往会有内部微观缺陷,常出現的是气泡和微缝隙。气泡是搅拌环节混入的空气,浇筑环节未能排出,残留在UHPC基体形成。这种气泡一般相互独立,对UHPC超高性能混凝土渗透性影响不大,但会降低抗压强度。UHPC基体的收缩,包括自收缩和干缩,以及热养护升温和降温速率过快导致过大的温度梯度,可能使基体内产生微缝隙。存在这种微缝隙,有可能对UHPC的渗透性和耐久性产生一定损害。