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针对超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)工程应用中存在的问题,本文开展了免蒸养工程化超高性能混凝土(Economical Ultra-High Performance Concrete,EUHPC)的配制与性能研究。在胶凝材料的组成体系上进行大掺量矿物掺合料UHPC的配制与性能研究,对比研究了其在标准养护与蒸汽养护条件下的微观结构差异,选定最合理的EUHPC胶凝材料组成体系;在骨料体系上进行了石英砂(<1.18mm)、河砂(<4.75mm)、小石(<9.5mm)及中石(<19mm)四种骨料粒径EUHPC的制备,研究了骨料粒径、骨胶比(骨料与胶凝材料质量比)、石砂比(碎石与河砂的质量比)以及钢纤维掺量对EUHPC性能的影响,探讨了骨料增强效应与钢纤维增强增韧效应之间的联系。(1)标养养护条件下,复合矿物掺合料UHPC中SF20G20与SF17.5FA10G17.5综合表现较好,标养条件下28d胶砂抗压强度均>140MPa,抗弯强度>40MPa。蒸养条件下,SF20G20的7d抗压强度可达172.5MPa,抗弯强度达50.9MPa。微观结构分析显示,标养下UHPC的孔隙率为7%~9%,10~20nm孔径偏多,28d龄期UHPC的水化程度相较7d逐渐加深并伴随着矿物掺合料的火山灰效应;而蒸养下UHPC孔隙率为3.5%~5%,以小于10nm的毛细孔为主,但28d龄期UHPC的水化程度相较7d几乎处于停滞状态。(2)骨胶比的增加与等骨胶比时石砂比的增大均使EUHPC的扩展度减小。随骨胶比增大,EUHPC的抗压强度与抗弯拉强度均呈先增后减趋势,弹性模量则呈线性增长趋势;当石砂比为1/2时,碎石对抗压强度与轴心抗压强度的增强效应最显著,石砂比越大,EUHPC弹性模量增长幅度越高。当骨胶比≤0.9、石砂比≤1/2时,碎石的骨架增强正效应高于碎石因阻隔钢纤维的均匀分布而降低钢纤维增强增韧效率的负效应,有助于提高EUHPC的抗弯拉强度。(3)4组不同粒径骨料的EUHPC中,中石UHPC的抗压强度与弹性模量最高,小石UHPC次之,河砂UHPC较石英砂UHPC略低。随着骨料粒径的增大,UHPC抗弯拉强度、弯曲韧性指数均有不同程度降低,与河砂UHPC相比,小石UHPC的抗弯拉强度与弯曲韧性指数降低幅度较小,仍能维持良好的抗弯性能。(4)钢纤维体积掺量增大会降低EUHPC的坍落扩展度,严重影响其工作性。当钢纤维体积掺量≤2%时,小石UHPC与石英砂UHPC的抗压强度与抗弯拉强度增长趋势相近;当钢纤维体积掺量在>2%后,石英砂UHPC的抗压强度与抗弯拉强度继续呈线性增长,而小石UHPC增幅放缓。随钢纤维掺量的增加,中石UHPC抗压强度与抗弯拉强度增幅较小,其弹性模量在三者中最高。EUHPC的弯曲韧性指数随钢纤维掺量的增加均呈增长趋势,差别在于小粒径骨料EUHPC的增长幅度更大。(5)随骨料粒径的增加,EUHPC的抗氯离子渗透性下降,但四种粒径的EUHPC电通量均小于100C,仍然保持优异的抗氯离子渗透性。随骨料粒径和骨胶比的增加,EUHPC的干缩值呈不同程度下降,碎石的掺入显著降低了EUHPC的干缩。钢纤维与膨胀剂均可改善EUHPC的干燥收缩,且随着掺量的增加,效果越好。