水膠比對超高性能混凝土施工與力學(xué)性能的影響

李傳習(xí) 聶潔 潘仁勝 石家寬 曾宇環(huán) 賀君

摘要：兼顧優(yōu)異施工及力學(xué)性能超高性能混凝土（UHPC）研制的重點之一是確定合適的水膠比。為此，以150 MPa級UHPC的原材料和配合比均不變（除用水量外）為前提，研究水膠比（0.15～0.2）對UHPC施工與力學(xué)性能的影響規(guī)律。通過相關(guān)試驗得到了UHPC不同濕拌時間的擴展度、充分濕拌時間、靜停一段時間的擴展度、抗壓、抗折強度、四點彎曲應(yīng)力撓度曲線、四點彎曲出現(xiàn)可視裂紋時下緣等效拉應(yīng)力;對抗壓、抗折強度進(jìn)行了變異性分析;利用應(yīng)力撓度曲線，基于規(guī)范法得到了彎曲韌性指標(biāo)，并提出了其改進(jìn)方法。結(jié)果表明：UHPC達(dá)最佳擴展度所需濕拌時間（充分濕拌時間）為6 min;水膠比由0.16增至0.19時UHPC擴展度基本呈線性增長，水膠比每增加0.01，UHPC擴展度平均增幅為109 mm;當(dāng)水膠比、靜停時間分別為0.19、4 h時，擴展度損失40 mm，損失率僅5.9%;UHPC抗壓強度、抗折強度及彎曲韌性指標(biāo)隨水膠比的增大皆呈先增后減趨勢，當(dāng)水膠比分別為0.18、0.16和0.16時達(dá)到最優(yōu);應(yīng)力峰值前的應(yīng)力撓度曲線并不是典型全凸形曲線;可視初裂抗折強度約為抗折強度的0.85倍;UHPC試件的彎曲韌性較好，宜采用可視初裂撓度作為初始變形參考進(jìn)行韌性指標(biāo)計算;為保證UHPC兼顧良好施工與力學(xué)性能，建議濕拌時間、水膠比分別為6 min、0.18或0.185。

關(guān)鍵詞：超高性能混凝土;施工性能;力學(xué)性能;水膠比;初裂撓度;彎曲韌性

中圖分類號：TU528.31;U444 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：20966717（2020）04016411

收稿日期：20191117

基金項目：國家自然科學(xué)基金（51778069）;國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）（2015CB057700）;湖南省研究生科研創(chuàng)新項目（CX2016B386）;長沙理工大學(xué)南方地區(qū)橋梁長期性能提升技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室開放基金（16BCX01）

作者簡介：李傳習(xí)（1963 ），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事大跨度橋梁結(jié)構(gòu)計算理論與新材料、新技術(shù)、新工藝研究，Email：lichuanxi2@163.com。

Received：20191117

Foundation items：National Natural Science Foundation of China （No. 51778069）; Major State Basic Research Development Program of China （973 Program） （No. 2015CB057700）; Hunan Postgraduate Research Innovation Project （No. CX2016B386）; Open Fund of National Joint Engineering Research Laboratory for Longterm Performance Improvement Technology for Bridges in Southern China （CSUST） （No. 16BCX01）

Author brief：Li Chuanxi （1963 ）， PhD， professor， doctorial supervisor， main research interests： structure calculation theory， new materials， new technologies and new processes of longspan bridge， Email： lichuanxi2@163.com

Effect of watertobinder ratio on construction and mechanical properties of ultrahigh performance concrete

Li Chuanxi， Nie Jie， Pan Rensheng， Shi Jiakuan， Zeng Yuhuan， He Jun

（Key Laboratory of Bridge Engineering Safety Control of Ministry of Education， Changsha University of Science & Technology， Changsha 410114， P.R. China）

Abstract： One of the key points for developing ultrahigh performance concrete（UHPC） with good construction is to determine the suitable waterbinder ratio. Based on the premise that the typical raw materials and mix ratio of 150MPa grade UHPC remained unchanged （except water consumption）， the influence of watertobinder ratio （0.15～0.2） on the construction and mechanical properties of UHPC were studied. Through relevant tests， the extension degree， compression resistance， bending strength， fourpoint bending stressdeflection curve， and equivalent tensile stress of UHPC under different wet mixing time （full wet mixing time， static stop for a period of time） were obtained. Subsequently， the variability of compressive strength and flexural strength results were analyzed; Using the stressdeflection curve， the index of bending toughness was obtained based on the standard method. At the same time， an improved method for calculating flexural toughness index of UHPC was proposed. The test results show that the full wet mixing time of UHPC is 6 min. The extensibility of UHPC increases linearly when the watertobinder ratio increases from 0.16 to 0.19. And at this time，the average extensibility rate of UHPC increases to 109 mm with the watertobinder ratio increases by 0.01. The extensibility loss of UHPC is 40mm， and the loss rate is only 5.9%， when the watertobinder ratio and standing time are 0.19 and 4h. The compressive strength， flexural strength and flexural toughness index of UHPC all increase first and then decrease with increasing of watertobinder ratio， and when the watertobinder ratio is 0.18， 0.16 and 0.16 respectively， the three mechanical properties reach the best. ?The stressdeflection curve before the stress peak is an atypical full convex curve. The strength of visible first crack is about 0.85 times that of flexural strength. The flexural toughness of UHPC is good， so it is better to use visible first crack deflection as the initial deformation reference to calculate the flexural toughness index. In order to ensure the good construction and mechanical properties of UHPC， the wet mixing time and watertobinder ratio should be 6min， 0.18 or 0.185 respectively.

Keywords：ultrahigh performance concrete; construction performance;mechanical properties; waterbinder ratio; first crack deflection; bend ductility

超高性能混凝土，簡稱UHPC，是近30年來最具創(chuàng)新性的水泥基材料，其擁有兩方面“超高”，即超高耐久性和超高力學(xué)性能[12]。其中，超高強度和超高韌性是UHPC最重要也是最基本的力學(xué)特性[3]，前者主要來源為水泥、微硅粉等的水化產(chǎn)物CSH凝膠[4];超高韌性主要源自鋼纖維對UHPC基體內(nèi)裂縫的抑制作用[56]。超高韌性不僅體現(xiàn)了混凝土材料抗彎性能，亦可在一定程度間接反映材料的抗拉性能[78];而擴展度決定了UHPC的施工性能[9]。

Wille等[10]研究發(fā)現(xiàn)，隨著水膠比的增大，UHPC抗壓和抗折強度均呈下降趨勢，當(dāng)水膠比超過0.2時，下降幅度顯著增加，擴展度則基本呈線性增長;Atcin[11]的研究結(jié)果表明，水膠比的大小直接影響到混凝土的孔隙率、密度和力學(xué)性能。其中，隨著水膠比的降低，混凝土強度有著較顯著提升。文獻(xiàn)[1216]的研究成果也表明，當(dāng)水膠比增大時，UHPC抗壓強度降低，流動性增強;Lee等[17]研究卻表明，超高強混凝土抗壓強度隨水膠比增大總體呈“上下波動”;Rao[18]的試驗結(jié)果顯示，不同養(yǎng)護齡期、不同硅灰摻量下，混凝土抗壓強度隨水膠比增大均呈先增后減趨勢;鞠楊等[19]研究表明，UHPC的抗壓、抗折強度隨水膠比（0.16～0.19）的增大呈“先增后減”趨勢，并在水膠比為0.17時達(dá)最優(yōu);劉娟紅等[20]認(rèn)為，水膠比過低時，UHPC混合料的粘度很大，在振搗過程中，其內(nèi)部的空氣難以排出，較大程度影響了密實度。由此可見，UHPC擴展度隨水膠比增大的變化規(guī)律明晰，但抗壓、抗折強度的變化規(guī)律尚無統(tǒng)一結(jié)論。

UHPC試件強度的變異性影響設(shè)計強度值的確定，也是其性能穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。制作UHPC所需的攪拌時間影響生產(chǎn)效率，新拌UHPC的擴展度及其靜停一段時間的擴展度直接決定了它的施工性能。但是，對UHPC試件的強度變異性、制作UHPC的攪拌時間和攪拌后靜停時間對擴展度影響的研究，除李傳習(xí)等[16]外，還未見報道。文獻(xiàn)[16]針對上述影響規(guī)律等進(jìn)行了研究，但研究的對象是強度等級稍低的UHPC（120 MPa級）。其基礎(chǔ)配比中，用粉煤灰和石英粉部分代替了水泥和超級礦粉，雖有利于減少資源消耗，但強度等級有限。因原材料有所變化，水膠比影響規(guī)律、強度變異性、擴展度的濕拌時間與靜停時間影響規(guī)律必然不同。目前，關(guān)于UHPC彎曲韌性（尤其是水膠比對UHPC彎曲韌性影響）的報道較少，且主要是通過分析應(yīng)力撓度曲線的變化趨勢或比較曲線所包圍面積[16， 2123]，存在較顯著的局限性。而諸如ASTM C 1018（美國規(guī)范）[24]、JSCESF4（日本規(guī)范）[25]及借鑒兩者并有所拓展的中國規(guī)范CECS13：2009[26]等雖規(guī)定了詳細(xì)的評判標(biāo)準(zhǔn)，但在UHPC領(lǐng)域鮮有應(yīng)用，有必要進(jìn)一步計算驗證。另外，文獻(xiàn)[16]運用規(guī)范CECS 13：2009確定彎曲初裂撓度時易產(chǎn)生人為誤差，導(dǎo)致彎曲韌性指標(biāo)計算不夠精確等不足。因此，有必要對規(guī)范法進(jìn)行一定改進(jìn)并通過特定方法以提高計算精度。

筆者以研制施工性能和力學(xué)性能優(yōu)良的150 MPa級UHPC為目標(biāo)，在水膠比（watertobinder radio，W/B）0.15～0.2范圍內(nèi)首先考察UHPC擴展度（不同攪拌時間和靜停時間）、抗壓強度及抗折強度（包括抗壓、抗折強度的變異性）的變化趨勢;采用CECS 13：2009及其改進(jìn)后的方法計算UHPC彎曲韌性指標(biāo)隨水膠比的變化趨勢。還將運用一種由加拿大學(xué)者Banthia等[27]提出的基于應(yīng)力撓度曲線來計算材料韌性指標(biāo)的Nemkumar法，該方法最大的優(yōu)點是不依賴初裂撓度的同時亦可充分利用下降段曲線，使計算結(jié)果幾乎零誤差，該方法可作為CECS 13：2009及其改進(jìn)方法的最佳對比評判標(biāo)準(zhǔn)。

1試驗方案

1.1UHPC材料組成

水：選用城市自來水;水泥：選用P.O 52.5級普通硅酸鹽水泥，實測抗壓和抗折強度分別為33.8、6.6 MPa（3 d）、61.37、8.5 MPa（28 d），細(xì)度（80 μm）1%，比表面積342 m2/kg，燒失量1.95%;微硅粉：SiO2含量為95%的灰色粉末，其余化學(xué)組分及物理特性見文獻(xiàn)[16];石英砂：26～40目的精制石英砂;納米礦粉：粒徑為8 000目，外觀呈白色;減水劑：聚羧酸系高效減水劑，減水效率30%以上;鋼纖維：鍍銅平直鋼纖維，尺寸和體積摻量分別為13 mm×0.2 mm和2.5%。

1.2試件制作與養(yǎng)護機制

試件尺寸及數(shù)量見表1，試件制作過程及養(yǎng)護制度分別見圖1和圖2。蒸汽養(yǎng)護時，升溫速度控制在12 ℃/h，升溫至95 ℃±5 ℃后，保持48 h。然后以不超過15 ℃/h的降溫速度使得試件表面溫度降至環(huán)境溫度，然后進(jìn)行試驗（GB/T 31387—2015）。

1.3試驗方法

擴展度、抗壓強度及彎曲韌性（抗折強度）試驗方法同見文獻(xiàn)[16]。其中，彎曲韌性（抗折強度）試驗的加載控制模式為位移控制，加載速度為0.02 mm/min。

2試驗結(jié)果分析

2.1水膠比對UHPC擴展度的影響

圖3給出了水膠比增大時，UHPC擴展度隨之變化曲線（濕拌6 min、除加水量外其他材料摻量及攪拌制度不變，下同）。圖4給出了水膠比為0.19、濕拌6 min的條件下，靜停時間與UHPC擴展度的關(guān)系曲線。同時，考慮到濕拌時間對UHPC擴展度的影響，圖5給出了水膠比、濕拌時間與新拌UHPC擴展度的對應(yīng)關(guān)系。由圖3～圖5可見：1）UHPC擴展度隨著水膠比的增大顯著改善。當(dāng)水膠比從0.15增至0.2時，UHPC擴展度平均增加達(dá)76 mm。當(dāng)水膠比以0.16為起點均勻增至0.19時，UHPC擴展度基本以線性增長，平均增加達(dá)109 mm。2）當(dāng)水膠比為0.19時，UHPC混合料在靜停時間1.5 h以內(nèi)的擴展度損失僅有5 mm。隨著靜停時間繼續(xù)增長，UHPC擴展度損失率增大，4 h靜停后的擴展度損失40 mm，損失率僅5.9%。3）攪拌時間與UHPC擴展度之間存在“正相關(guān)”的關(guān)系。但當(dāng)攪拌時間超過6 min后，UHPC混合料的擴展度基本不再增加，該時間稱為充分濕拌時間。因此，后續(xù)的UHPC抗壓及彎曲韌性試驗中均將濕拌時間控制為6 min，即采用充分濕拌時間。

2.2水膠比對UHPC強度的影響

表2給出了不同水膠比時UHPC抗壓強度（fcc）及抗折強度（fcf）的平均值μ、標(biāo)準(zhǔn)值（fcc，k/fcf，k，見式（1））、標(biāo)準(zhǔn)差δ和變異系數(shù)cv。此外，還包括可視裂紋抗折強度fcfa的平均值。圖6和圖7給出了抗壓強度和抗折強度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)值隨水膠比增大的折線圖;圖8為不同水膠比UHPC受壓破壞形態(tài)（從左至右水膠比依次為0.15、0.16、…、0.2。

可以看出：1）隨著W/B的增大，UHPC抗壓強度平均值和標(biāo)準(zhǔn)值均呈“先增后減”的趨勢，且水膠比為0.18時強度最高。2）UHPC抗折強度平均值和標(biāo)準(zhǔn)值均“先增后減”，且在W/B為0.16時最優(yōu)。3）UHPC抗壓強度和抗折強度等的變異系數(shù)隨水膠比變化則無明顯的規(guī)律性，但總體上看，UHPC抗折強度的變異系數(shù)大于其抗壓強度。

另外，由圖6、圖7可見，水膠比由0.18增至0.19時UHPC抗壓強度及抗折強度下降幅度較大（平均值分別下降11.47%、8.69%），而擴展度由580 mm增加至680 mm（見圖3），增加明顯。因此，進(jìn)一步測試了水膠比為0.185的UHPC擴展度、抗壓及抗折強度，結(jié)果見表3。由表3可以看出：水膠比為0.185時的UHPC施工和力學(xué)綜合性能較優(yōu)，既能確保UHPC力學(xué)性能（抗壓超150 MPa，抗折超29 MPa），又具有良好施工性能（擴展度達(dá)到或超過600 mm者基本可自流平）。

2.3彎曲韌性指標(biāo)

2.3.1應(yīng)力撓度曲線與破壞過程不同水膠比時，

UHPC試件下緣等效名義彎曲應(yīng)力（下文稱應(yīng)力）撓度曲線如圖9所示。由圖9可見，達(dá)到最大荷載之前的應(yīng)力撓度曲線為非典型UHPC材料應(yīng)力撓度曲線[2829]（即非完全上凸型曲線）。如圖10所示（水膠比為0.16），可將曲線劃分為以下4個階段：

階段1，加載初期，UHPC試件受彎應(yīng)力隨單位撓度的增長速率遠(yuǎn)大于其他階段，此時由UHPC基體和鋼纖維共同承載，試件抗彎剛度最大。階段2，受彎UHPC試件下緣無纖維斷面處出現(xiàn)微裂縫，應(yīng)力撓度曲線大幅變緩，試件抗彎剛度大幅變小。階段3，微裂縫從截面下緣向上擴展中遇到鋼纖維，鋼纖維發(fā)揮橋接作用，試件剛度有所增大，應(yīng)力撓度曲線較階段2變陡;微裂縫逐漸發(fā)展為宏觀可見，當(dāng)荷載增加至峰值荷載的85%左右時，試件跨中1/3區(qū)域內(nèi)開始出現(xiàn)豎向可視裂縫，隨荷載增加迅速增大至寬度約0.1～0.2 mm，并可清晰聽到鋼纖維被拔出的聲音。此階段由未被拔出的鋼纖維和未被拉裂的UHPC基體共同承載。階段4，當(dāng)上述宏觀可視裂縫逐步發(fā)展至纖維處時，纖維對其起到較強的約束作用。因此，應(yīng)力撓度曲線的下降段并沒有出現(xiàn)荷載突降，整個下降段曲線較為平緩;同時，豎向裂縫不斷向上延伸，裂縫寬度不斷增大，可持續(xù)聽到鋼纖維被拔出的聲音，裂縫處不斷有UHPC碎末掉出，試件表現(xiàn)為負(fù)抗彎剛度。當(dāng)下降段曲線趨于平穩(wěn)或豎向裂縫即將貫穿整個試件截面時，停止試驗，此時UHPC試件裂縫最大可達(dá)20 mm左右。不同W/B的UHPC彎曲破壞形態(tài)大體相似，最終破壞形態(tài)見圖11。

2.3.2基于CECS 13：2009及其改進(jìn)的彎曲韌性指標(biāo)

《纖維混凝土試驗方法》（CECS 13：2009）中規(guī)定計算UHPC受彎韌性指標(biāo)時的初始參考點初裂撓度為線性偏離初裂撓度δcr。各組UHPC試件彎曲線性偏離初裂撓度試驗結(jié)果見表4。對UHPC而言，因應(yīng)力撓度曲線線性偏離點并未發(fā)現(xiàn)可視裂紋，且初裂撓度的不同倍數(shù)（3.0、5.5、10.5）均未達(dá)到峰值撓度，無法充分運用應(yīng)力撓度曲線（尤其是下降段）來評價UHPC彎曲韌性。因此，初裂撓度采用這一規(guī)定是否合理，相應(yīng)強度規(guī)定是否過于保守，值得商榷。文獻(xiàn)[30]認(rèn)為按規(guī)范方法確定UHPC初裂撓度存在因不同試驗和量測方法帶來的不確定性，因此，通過研究提出基于鋼纖維含量的初裂撓度計算公式（式（2），用Eδcr表示，單位為mm）。此外，筆者采用可視初裂撓度（即第1條肉眼可見裂縫對應(yīng)撓度，記為δcra）?？梢钥闯觯ㄒ姳?），分別采用規(guī)范法、文獻(xiàn)[30]公式、可視初裂撓度作為初始參考點，韌性指標(biāo)計算所需初裂撓度結(jié)果相差很大，需要分別計算。

式中：ρv為鋼纖維體積摻量，%。

基于CECS 13：2009規(guī)定的初始參考點（即線性偏離撓度δcr）來計算不同水膠比時UHPC試件的各項彎曲韌性指標(biāo)。包括：韌性指數(shù)I（見圖12）、等效彎曲強度fe（見式（3））、韌性比Re（見式（4））、能量吸收值（曲線包圍面積）Dn、韌性指標(biāo)FT（撓度為L/150曲線包圍面積）、剩余強度R5，10和R10，20（見圖12）。以上所述各項指標(biāo)計算結(jié)果見表5，其中，δ為應(yīng)力撓度曲線峰值撓度、fcf為彎曲試件抗折強度、fcr為線性偏離初裂強度。

式中：Ωk為跨中撓度為L/150（即2 mm）的應(yīng)力撓度曲線下的面積，N·mm;δk為跨中撓度為L/150時的撓度值（即2 mm）;b為試件平均寬度;h為試件平均高度。

由表5計算結(jié)果可以看出：1）當(dāng)水膠比為0.16時，UHPC試件峰值荷載或抗折強度fcf及所有彎曲韌性指標(biāo)都達(dá)到最優(yōu)。2）隨著水膠比的增大，UHPC試件的抗折強度fcf、彎曲韌性指數(shù)I5、I10和I20、剩余強度R5，10和R10，20以及能力吸收Dn呈先增后減趨勢，與前文中UHPC抗壓、抗折強度變化規(guī)律相同。3）對于理想彈塑性材料，I5、I10和I20分別等于5、10和20[31]，而本試驗的UHPC的彎曲韌性指數(shù)I5、I10和I20在水膠比為0.15～0.17時大于5、10和20。這是因為，理想彈塑性材料受彎曲荷載時，其應(yīng)力撓度曲線經(jīng)過初裂點后立即變?yōu)樗蕉?，此時，應(yīng)力不再增長。而對于UHPC來說，其受彎應(yīng)力撓度曲線在經(jīng)過初裂點后還有穩(wěn)定的強化段（圖10中階段2和3），且在規(guī)定的計算撓度（10.5δcr）內(nèi)，UHPC的抗彎強度仍大于初裂荷載。

采用文獻(xiàn)[30]所確定的初裂撓度Eδcr及可視初

裂撓度δcra計算的UHPC彎曲韌性指標(biāo)值見表6及表7。需說明的是，研究表明，人的肉眼可見寬度最小值大約在0.05 mm左右，且UHPC結(jié)構(gòu)中裂縫寬度小于0.05 mm的裂縫對結(jié)構(gòu)性能影響很小[3233]。結(jié)合使用裂縫觀測儀（ZBL800型，攝像頭對準(zhǔn)試件跨中1/3處），當(dāng)裂縫寬度達(dá)0.05 mm（此時裂縫肉眼可見）時，確定可視初裂撓度δcra及其所對應(yīng)彎曲應(yīng)力fcfa。可以看出：基于文獻(xiàn)法確定的初裂撓度及可視初裂撓度（0.02～0.05 mm）所計算的UHPC彎曲韌性指標(biāo)隨水膠比的變化趨勢與CECS 13：2009計算結(jié)果有所出入，因此，有必要通過特定方法加以評定。

2.3.3基于Nemkumar法彎曲韌性指數(shù)

采用Nemkumar法計算UHPC韌性指標(biāo)時無需通過初裂撓度，因此，其計算結(jié)果具有較高的精確度，同時，可在一定程度評判前文所用3種方法（即規(guī)范法及其改進(jìn)法）的計算結(jié)果。Nemkumar計算方法如圖13所示（以W/B=0.16為例）。

基于Nemkumar法韌性指數(shù)PCSm的定義為

式中：Tpwt，m為峰值荷載后應(yīng)力撓度曲線所包圍面積;L、δ、b、h上文中定義相同;m為50的整數(shù)倍，為滿足式（5）要求，取m=50。

表8給出了不同水膠比時UHPC試件的受彎PCSm指數(shù)，與表5～表7的計算結(jié)果（彎曲韌性指數(shù)I5、I10和I20）對比如圖14～圖16所示。

1）基于線性偏離初裂撓度的彎曲韌性指數(shù)計算結(jié)果與PCSm（圖14）對比。隨著水膠比的增大，UHPC彎曲韌性指數(shù)與PCSm指數(shù)走勢吻合度較高，只是當(dāng)水膠比為0.19時兩者有所出入，此時PCSm相較水膠比為0.18時，有小幅度的增長。原因為：從圖7和表8可以看出，水膠比為0.19時，UHPC試塊跨中撓度達(dá)到5 mm左右時其應(yīng)力撓度曲線趨于水平，直到試件喪失承載能力為止（峰值撓度達(dá)8 mm以上），表現(xiàn)出了相較于水膠比為0.18的UHPC試件更優(yōu)的彎曲延性或能量吸收能力。

2）基于文獻(xiàn)[30]確定初裂撓度及可視初裂撓度的彎曲韌性指數(shù)計算結(jié)果與PCSm對比（圖15、圖16）?；谖墨I(xiàn)確定的初裂撓度計算結(jié)果與PCSm結(jié)果出入較大，尤其是當(dāng)水膠比超過0.18后，兩者的變化趨勢差別較大;而基于可視初裂撓度計算彎曲韌性指數(shù)隨水膠比變化趨勢與PCSm幾乎可保持一致。

由表7可見，采用可視初裂撓度作為韌性初始參考變形，UHPC受彎（抗折）試件仍具有較大的韌性。顯然，當(dāng)觀測到微裂縫后，結(jié)構(gòu)還具有的延性，更有工程價值，同時，有利于設(shè)計充分利用材料的強度。

由上述分析可知，采用可視初裂撓度作為韌性計算的初始參考點，對UHPC材料更為科學(xué)。

3結(jié)論

開展了150 MPa級UHPC的不同水膠比下施工性能、抗壓強度、抗折強度及彎曲韌性試驗，得到以下結(jié)論：

1）在臥式攪拌機40 r/min的轉(zhuǎn)速下，UHPC充分濕拌時間為6 min;水膠比的增大可顯著提升UHPC擴展度，其中，當(dāng)水膠比由0.16增至0.19時，擴展度基本呈線性增長，此時，水膠比每增加0.01，擴展度平均增加109 mm;UHPC拌合物靜停時間4 h的擴展度損失約40 mm，損失率僅5.9%。

2）UHPC抗壓強度、抗折強度、彎曲韌性指數(shù)均隨水膠比的增大先增后減。其中，當(dāng)水膠比為0.18時抗壓強度達(dá)最優(yōu)，水膠比為0.16時，抗折強度和彎曲韌性指數(shù)達(dá)最優(yōu)。UHPC抗壓、抗折強度最大值分別為172.58、42.07 MPa，相應(yīng)擴展度分別為580、360 mm;當(dāng)水膠比由0.18增至0.19時，抗壓、抗折強度下降幅度較大。

3）應(yīng)力峰值前的應(yīng)力撓度曲線并不是典型全凸形曲線;可視初裂抗折強度約為抗折強度的0.85倍。

4）UHPC試件的彎曲韌性較好，宜采用可視初裂撓度作為初始變形參考進(jìn)行韌性指標(biāo)計算;宜采用可視初裂撓度對應(yīng)的抗折強度作為設(shè)計抗折強度的確定依據(jù)。

5）為兼顧良好的施工與力學(xué)性能，建議UHPC濕拌時間、水膠比分別為6 min、0.18或0.185（擴展度為620 mm，抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度158.54 MPa，抗折標(biāo)準(zhǔn)強度29.3 MPa）。

6）不同水膠比時UHPC抗折強度的變異系數(shù)總體上大于其抗壓強度，因此，在確定所需水膠比后，應(yīng)著重關(guān)注UHPC抗折強度的變異性。參考文獻(xiàn)：

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（編輯王秀玲）