浅谈UHPC超高性能混凝土内部微观结构的提升

      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。