建筑机械
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入到UHPC中替代部分原有组成材料。UHPC的组成材料可以按用途分为超细活性粉末、水泥、掺合料、骨料、纤维、水、外加剂。
（1）超细活性粉末。超细活性粉
末具有三大特点：颗粒粒径小，可填充较粗的胶凝材料的颗粒间空隙；改善拌
合物流变性，减少用水量；有足够活
性，反应后可有效提高UHPC强度。由于硅粉具备上述特点，自UHPC材料出现后，该材料一直被视为难以取代的超
20世纪90年代，法国的Richard P [1]等以超细粒聚密水泥和宏观无缺陷水泥为基础，研发出一种新型混凝土材料⸺活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC），并申请了专利。现在，欧洲通常将采用RPC 制备原理的水泥基材料称为超高性能
混凝土（Ultra-High Performance
Concrete，UHPC）。与传统混凝土相比，UHPC具有优异的力学性能，包括极高的抗压强度，优良的抗冲击、抗疲劳性能，掺入纤维后材料的抗拉性能、韧性显著提高。另外，UHPC材料
内部致密，具有极佳的耐久性。
随着科技发展的日新月异，各类
超高性能混凝土（UHPC ）探讨
张太山¹，张勤河²，陈自云¹，孙庆华¹，李晓笑¹
（1. 山推建友机械股份有限公司，山东  济南  250022；2. 山东大学，山东  济南  250100）
［摘要］文章主要介绍了超高性能混凝土（UHPC）的构成、应用场景以及发展历程，指出了UHPC
在我国发展的必要性。UHPC具有高耐久性、高力学性能、高工作性能等优点，广泛应用于建筑、桥梁、管道运输和国防建设等方面。随着中国基础建设的不断投入，UHPC搅拌站在工程应用上也得到了不断突破和发展，凭借着众多学者和研发人员的深入研究，UHPC搅拌站必将获得更加长远的发展。
［关键词］UHPC；材料构成；生产设备［中图分类号］F123.16
［文献标识码］A
［文章编号］1001-554X（2022）02-0030-03
有特殊功能要求的建筑物对混凝土在强度、耐久性能、工作性能等方面提出了更高的要求。因此，超高性能混凝土作为性能更加优异的混凝土，理所当然地成为建筑业关注的重点对象。随着市场的需求越来越多，各种UHPC专用搅拌
设备也应运而生。
1  超高性能混凝土（UHPC ）构成
Richard P等使用细石英砂、水
泥、石英粉、硅粉、高效减水剂、钢
纤维制备RPC，并使用钢粉来制备抗压强度超过600MPa的RPC800。随后研
究者发现可将其它一些矿物掺合料加
DOI: 10.1981.2022.02.026[收稿日期] 2021-09-28
[通讯地址] 李晓笑，山东省济南市市中区段店南路268号
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2022/02 总第552期
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细活性粉末组分。最新研究发现，可将水泥磨细至规定细度成为超细水泥，使其具备超细活性粉末的特点，实现不使用硅粉制备UHPC。
（2）水泥。水泥在UHPC中的作
用与混凝土相同，即通过水泥浆体的硬化将骨料胶结成一个坚实的整体。由于水泥中C3A水化反应需水量较高，因此建议采用低C3A含量的水泥。若不
采用普通水泥，直接用超细水泥制备UHPC，虽然对材料的经济性有所影
响，但制备更便捷。
（3）掺合料。加入适量的掺合料
可节约水泥和降低成本，并改善UHPC 性能。石英粉作为石粉的一种，也可被视为掺合料。若采用超细水泥作为超细活性粉末，高炉粒化矿渣也能取代部分水泥，并可保证材料性能和降低成本。
（4）骨料。骨料在UHPC中起到
填充和骨架作用。骨料的种类、粒径、颗粒形状、用量都会影响材料的流变性和强度。Richard P等选用的骨料是粒径范围0.15～0.6mm的石英砂，在之后的研究和应用中，骨料粒径范围往往
被放宽。
（5）纤维。纤维主要用于提高材
料的延性和抗拉性能，因长纤维易相互搭接，降低拌合物流动性，故不宜使用
长度超过30mm的钢纤维，通常采用长度13mm以下的微细钢纤维。合适的纤维长度和长径比可改善UHPC的受弯性
能。另外，纤维的分布方式也会明显影响材料的受弯、受拉性能 。
（6）水。为减小孔隙率，UHPC
的用水量很低，但用水量过低也会使气泡因拌合物流变性变差而不易排出，
并影响材料强度。在UHPC的制备过程中，通常先寻最小用水量，然后再对用水量、减水剂等进行微调，在保证力学性能的同时获得最佳的工作性能。
（7）外加剂。为了控制用水量，
需要大量掺入高效减水剂，一般选用聚羧酸减水剂。但是，减水剂掺量过多易导致UHPC拌合物的缓凝。因此，应注
意控制减水剂用量，以使拌合物具有较优的工作性。
2  超高性能混凝土（UHPC ）应用
目前，UHPC在国外已有不少工程
应用，国内的工程应用也已逐步展开，其主要应用场景分为以下4个方面：（1）对轻质、美观有要求的结构构件。
对于人行桥、楼梯板、阳台板及
外挂板等对外观有要求的结构构件，如果使用传统的混凝土，很难在保证强度要求的前提下实现成品的轻质和美观。
而使用UHPC作为原材料，因UHPC拥有超高的力学性能和独特的装饰性能，则很容易满足这些结构的要求。
（2）大跨桥梁的梁、预制构件。
在大跨度桥梁的建设中，如果在
梁、预制构件中采用UHPC材料，可减少构件的截面、配筋，减轻桥梁的结构质量，增大桥梁跨度，UHPC性能卓
越，能抵御摩擦、爆破、冰雹等外力和自然环境的破坏，可以增强桥梁结构的耐久性。
（3）压力管道和容器。
UHPC具有超高的耐久性，因为
UHPC材料的分子排列有规律，所以产品拥有低穿透性和高耐久性的优点，抗侵蚀力极强，用UHPC建造压力管道可提高其工作压力，并增强抗侵蚀能力。用UHPC制备的固体废料储存容器可长
期储存中、低放射性废料，其使用寿命可长达500年。
（4）国防工程建设。
UHPC具有超高的力学性能，约
图1  3m³UHPC搅拌站
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为普通混凝土的3～16倍，其延展性和能量吸收性通常超过高性能混凝土300倍，可有效提高基础设施的抗震性能。由于其具有优异的防爆和防腐性能，所以在国防工程领域也有巨大的应用价值与潜力。
3  超高性能混凝土（UHPC ）生产
近几年来，随着国内基础建设项
目的飞速发展，尤其以高铁项目为代表
的快速客运网的铁路、公路等国家重点项目的建设，对UHPC搅拌设备提出
了更高的要求：必须适应工程项目的特点，要求设备能耗低、更环保，以适应绿环保、低碳经济的社会要求。
近几年，山推建友做了大量的技
术调研、市场调查，提出了关于自动
化、低能耗、模块化的设计思想，以满足市场的需求。且设计生产的超高性能混凝土（UHPC）成套搅
reactive powder concrete
拌设备销往全
国各地，为施工现场提供高强度、高耐久性的UHPC。
作为国内首台超高性能混凝土
（UHPC）成套搅拌设备，可实现骨料、高强度微细钢纤维、粉料、水、外加剂自动计量及搅拌，实现设备自动化、智能化。采用国内领先搅拌布置形式立轴行星强制式搅拌主机，传动平稳，结构紧凑，扭矩大，耐用性强，搅拌均匀快速。配装国内首套适用于搅拌站的钢纤维计量输送秤，解决钢纤维
自身结团、输送不均匀、自动化程度不高、生产率低、计量精度不足等问题，大大减少人工成本。
（1）南京江心洲长江大桥⸺在
大桥建设中，由UHPC混凝土搅拌站生产的UHPC超高性能混凝土成为大桥减重和建成的关键。这款新型的混凝土材料由活性粉末、钢纤维、细沙、碎石等材料组成，其结构抗压强度达到普通混凝土的2.5倍，使混凝土承载力大大提升，整座大桥也因此减重高达15000t，瘦身近40%，为项目建成提供了有力的
保障。
（2）广东江门桥梁建设⸺国内
首创的5m³超高性能混凝土搅拌站在广东江门工地完成安装调试，顺利通过验收，交付客户使用。该设备是山推建友结合工况特殊需求为客户量身打造的，具有生产效率高、操作方便、计量精度高等优点，产品交付使用后将应用于当地桥梁建设。
4  结束语
UHPC为水泥制品、工程结构的性
能改善和寿命提升、为创造开发新产品和新结构、为工程结构连接以及维修加固等提供了性能更好的材料，在更高层次上满足对产品、结构和工程的需求。随着中国基础建设的不断投入，UHPC
搅拌站在工程应用上也得到了不断地突破和发展，凭借着众多学者和研发人员的深入研究，UHPC搅拌站必将获得更
加长远的发展。
［参考文献］
[1] Richard  P, Cheyrezy  M. Composition
of  reactive powder concretes[J].
Cement and Concrete Research. 1995,
25(7): 1501-1511.
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图2  5m³UHPC搅拌站
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