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目前,国内对UHPC抗氯离子的渗透性能优劣评定没有统一的标准和规范,因此通过测试在不同配合比下UHPC氯离子迁移系数,研究以下变量如何影响UHPC抗氯离子的渗透性能:硅灰掺量、水胶比、粗骨料掺量,以及钢纤维类型和掺量。这样有助于进一步开展对UHPC的研究。且近年来,关于含粗骨料UHPC相关研究已大量出现,但大多是对其力学性能方面的研究,粗骨料对UHPC渗透性能方面影响的研究较为缺乏,这不利于含粗骨料超高性能混凝土的后续应用和广泛推广,而加入粗骨料势必会对UHPC渗透性能造成影响,因此通过研究UHPC在不同掺量粗骨料下对其渗透性能的影响,来推动粗骨料超高性能混凝土的应用,并为后续相关研究提供理论依据,取得研究结果如下:
(1)水胶比和混凝土扩展度呈正相关,即扩展度随水胶比增加而增大;当硅灰的掺量由20%增大至30%时,混凝土的扩展度先增大后减小;随着长钢纤维、短钢纤维掺量递增,混凝土流动性能会减弱,并且UHPC流动性能的主要影响因素是钢纤维的掺量。随着UHPC中的粗骨料掺量增加,混凝土扩展度随之降低。
(2)UHPC强度随着水胶比的增加而减小;硅灰在25%左右掺量时对UHPC抗压强度增长贡献最大;另外,钢纤维的掺入对其抗压强度具有较强促进作用。
(3)当加入越来越多的粗骨料时,UHPC抗压强度先增加后降低。在常温养护条件下,当粗骨料掺量较小时(400kg/m3),试件的抗压强度达到最大值149MPa,比空白组强度提升6%,在热水养护条件下,该组试件的抗压强度达到184MPa。
(4)在标准养护条件下,水胶比为0.16、0.17、0.18对应的氯离子迁移系数分别为6.92×10-14m2/s、8.87×10-14m2/s、13.53×10-14m2/s,由此可得,当水胶比增大时,DRCM随之增大。当硅灰的掺量逐渐递增时(20%、25%、30%),对应的UHPC的氯离子迁移系数分别为11.12×10-14m2/s、8.87×10-14m2/s、7.97×10-14m2/s,说明其氯离子的抗渗透性能会随硅灰掺量的增加而增强。在热养条件下,UHPC氯离子迁移系数大幅度降低。当养护时间增长时,其DRCM值减小,UHPC的抗氯离子渗透性能会不断升高。
(5)在标准养护条件下掺加钢纤维与含粗骨料的UHPC氯离子迁移系数基本处在10-13数量级,而未掺钢纤维及粗骨料的UHPC氯离子迁移系数基本处在10-14数量级,在热养条件下,测得氯离子迁移系数大约是标养条件下的一半。
(6)在未掺钢纤维或粗骨料的组别中,氯离子的平均渗透深度较小,当UHPC的水胶比不断增大时,氯离子渗透深度随之增大。对于掺加钢纤维的组别,其氯离子平均渗透深度约是未掺钢纤维、粗骨料组别的2–3倍,同时其表面锈蚀程度更为严重。
(1)水胶比和混凝土扩展度呈正相关,即扩展度随水胶比增加而增大;当硅灰的掺量由20%增大至30%时,混凝土的扩展度先增大后减小;随着长钢纤维、短钢纤维掺量递增,混凝土流动性能会减弱,并且UHPC流动性能的主要影响因素是钢纤维的掺量。随着UHPC中的粗骨料掺量增加,混凝土扩展度随之降低。
(2)UHPC强度随着水胶比的增加而减小;硅灰在25%左右掺量时对UHPC抗压强度增长贡献最大;另外,钢纤维的掺入对其抗压强度具有较强促进作用。
(3)当加入越来越多的粗骨料时,UHPC抗压强度先增加后降低。在常温养护条件下,当粗骨料掺量较小时(400kg/m3),试件的抗压强度达到最大值149MPa,比空白组强度提升6%,在热水养护条件下,该组试件的抗压强度达到184MPa。
(4)在标准养护条件下,水胶比为0.16、0.17、0.18对应的氯离子迁移系数分别为6.92×10-14m2/s、8.87×10-14m2/s、13.53×10-14m2/s,由此可得,当水胶比增大时,DRCM随之增大。当硅灰的掺量逐渐递增时(20%、25%、30%),对应的UHPC的氯离子迁移系数分别为11.12×10-14m2/s、8.87×10-14m2/s、7.97×10-14m2/s,说明其氯离子的抗渗透性能会随硅灰掺量的增加而增强。在热养条件下,UHPC氯离子迁移系数大幅度降低。当养护时间增长时,其DRCM值减小,UHPC的抗氯离子渗透性能会不断升高。
(5)在标准养护条件下掺加钢纤维与含粗骨料的UHPC氯离子迁移系数基本处在10-13数量级,而未掺钢纤维及粗骨料的UHPC氯离子迁移系数基本处在10-14数量级,在热养条件下,测得氯离子迁移系数大约是标养条件下的一半。
(6)在未掺钢纤维或粗骨料的组别中,氯离子的平均渗透深度较小,当UHPC的水胶比不断增大时,氯离子渗透深度随之增大。对于掺加钢纤维的组别,其氯离子平均渗透深度约是未掺钢纤维、粗骨料组别的2–3倍,同时其表面锈蚀程度更为严重。