由图1可知，在外加剂掺量相同条件下，“天鹅”牌P.O52.5水泥的净浆流动度较大。根据试验数据可知，这两种水泥其它物理力学指标差别不大，根据此选择流动性更好的“天鹅”牌P.O52.5水泥。该水泥的标准稠度用水量270%，28d抗折强度8.8MPa，2dd抗压强度58MPa。

（2）矿物掺合料：配制超高强高性能混凝土，矿物掺合料为必掺胶凝材料，这种材料对提高混凝土的工作性、密实度、强度和耐久性帮助极大。考虑市场供应情况，并兼顾经济性，项目的选择结果是：I级粉煤灰，掺量8%～10%；S105级粒化高炉矿渣粉，掺量12%～15%；微硅粉，二氧化硅含量95%，掺量5%～8%。

（3）外加剂：性能优异的外加剂是配制超高强高性能混凝土的必备材料。减水率高、相容性好的外加剂可以大幅度减少混凝土拌和用水量，提高混凝土的工作性，减少混凝土坍落度经时损失，提高混凝土强度和耐久性。研究中优选了两种聚羧酸盐高性能减水剂A和B，用同种水泥对这两种外加剂的不同掺量做净浆流动度试验见图2。

图2表明，A外加剂的饱和点低于B外加剂的饱和点，相同掺量下A外加剂的流动度明显高于B外加剂的流动度，基于此，我们选择A外加剂进行后续研究。该外加剂的减水率大于35%，泌水率为0，其28d抗压强度比大于180%

（4）粗集料：超高强高性能混凝土对粗集料要求较高，研究表明减小粗集料的缺陷和有害杂质含量对提高混凝土性能有利，粗集料的平均粒径越小，其内部缺陷也越小，同时其总表面积也越大，与水泥浆接触面积就越大，这样二者之间的粘接强度就越大，用该粗集料配制的混凝土强度越高，耐久性也越好。项目研究选择的粗集料公称最大粒径为16mm，属于连续级配反击破碎整形碎石。碎石母料为玄武岩，其单轴抗压强度大于150MPa，压碎值5%，针片状含量2%，含泥量0%，石粉含量0.5%，表观密度2780kg/m3。

（5）细集料：配制混凝土最好的细集料是天然河砂，砂的粗细程度、有害杂质含量多少对混凝土的工作性、强度和耐久性都有很大影响。根据历史经验，项目研究选择$区河砂，其细度模数2.68，含泥量0.5%，表观密度2780kg/m3，松堆积密度1600kg/m3。

（6）拌合用水：研究选择饮用水搅拌混凝土。

2.3试配C120超高强高性能混凝土

2.3.1确定配合比

现代混凝土的配合比是经验和实践的产物。实践表明决定混凝土工作性、强度和耐久性的因素依次为：水胶比，外加剂，胶凝材料和粗细集料。其中水胶比是影响混凝土性能的决定因素，而外加剂又是主导水胶比的主要因素，其它材料是影响混凝土性能的次要因素。

在试配前根据混凝土的力学性能和耐久性能要求，首先拟定水胶比的范围，混凝土的工作性由外加剂掺量来调节。

研究拟定C120超高强高性能混凝土的水胶比范围为0.16～0.18，根据外加剂前期检测结果，初步确定外加剂掺量范围3.6%～4.0%；同时选择砂率取值范围34%～36%，结合实践经验，经多轮试配，确定了C120超高强高性能混凝土的配合比其配合比、工作性及力学性能见表1～表3。

2.3.2试配结果分析

(1)水胶比是影响混凝土强度的决定因素，采用0.16和0.12水胶比配制的混凝土28d抗压强度均可达到C120超高强高性能混凝土要求，但用0.16水胶比配制的混凝土60min坍落度损失大于40%，用0.12水胶比配制的混凝土120min坍落度损失小于10%；用0.18水胶比配制的混凝土28d抗压强度不能满足要求。研究选择的水胶比为0.17。

(2)水胶比对混凝土28d抗压强度影响最大，矿物掺合料的影响次之，砂率的影响再次之。

(3)外加剂对C120超高强高性能混凝工作性影响最大，矿物掺合料的影响次之，砂率的影响稍小。

3C120超高强高性能混凝土耐久性研究

耐久性是超高强高性能混凝土一个重要指标，为直观体现C120超高强高性能混凝土优越的耐久性能，项目在研究过程中同时对C50混凝土的耐久性能进行了对比研究。

3.1C120超高强高性能混凝土抗冻性能

抗冻性是反映混凝土耐久性能重要参数之一，为较全面检验这一参数，项目采用盐冻法和快冻法两种方法研究C120超高强高性能混凝土的抗冻性能。

3.1.1盐冻法

C50混凝土与C122超高强高性能混凝土56次盐冻试验对比数据见表4。

盐冻法达到28次冻融循环时，5个试件表面积剥落物总质量均为零。为进一步验证该混凝土抗盐冻性能，研究过程中在此基础上又增加了28次冻融循环，使总冻融循环达到56次。结果表明C120超高强高性能混凝土抗盐冻性能明显优于C50混凝土抗盐冻性能；同时它的单位表面积剥落物总质量平均值仅为7.3g/m2远小于1500g/m2规范规定值由此可见，该混凝土具有及其优异的抗盐冻性能。这得益于该混凝土具有超低的水胶比，超高的密实度和适宜的含气量等特质。

3.1.2快冻法

C50混凝土和C120超高强高性能混凝土快冻400次对比试验数据见表5。

C120超高强高性能混凝土采用快冻法达到400次冻融循环时，试件相对动弹模量下降值和质量损失率均远小于规范规定的60%和5%，表明该混凝土具有极强的抗冻融循环能力。对比试验还表明，C120超高强高性能混凝土的抗冻融能力远超过C50混凝土抗冻融能力，原因在于该混凝土水胶比极小，水化28d以后其内部自由水几乎消耗殆尽，甚至可以忽略不计，此外，它具有适宜的含气量。

3.2 C120超高强高性能混凝土抗氯离子渗透性

抗氯离子渗透性是衡量混凝土耐久性重要参数之一，它可以间接反映钢筋混凝土中钢筋被腐蚀的速度和难易程度。研究中采用快速氯离子迁移系数法(RCM法)和电通量法两种方法来检验该混凝土抗氯离子渗透性能曲。

3.2.1 RCM法

C50混凝土和C120超高强高性能混凝土RCM法氯离子渗透对比试验数据见表6。

快速氯离子迁移系数法（RCM法）试验结果表明，C120超高强高性能混凝土具有优异的抗氯离子渗透性能，其抗氯离子渗透性能已经大大优于RCM-5级。同时从对比试验可以看出，C120超高强高性能混凝土比C50混凝土具有更好的抗氯离子渗透性能。

3.2.2电通量法

电通量法试验结果表明，C120超高强高性能混凝土具有优异的抗抗氯离子渗透性能，其抗氯离子渗透性能已经远优于QS-V级。从对比试验同时可以清楚看出，C120超高强高性能混凝土比C50混凝土具有更好的抗氯离子渗透性能。C120超高强高性能混凝土水胶比极低，密实度极高，氯离子极难迁移或渗透到混凝土内部，它比C50混凝土具有更好的抗氯离子渗透能力。C50混凝土和C120超高强高性能混凝土电通量法氯离子渗透对比试验数据见表7。

3.3 C120超高强高性能混凝土抗碳化性能

抗碳化性能是衡量混凝土耐久性的重要参数之一。研究中选择将C50混凝土和C120超高强高性能混凝土碳化性能进行对比分析。C120超高强高性能混凝土内部密实度非常高，当碳化试验进行到28d时，3个试件的碳化深度仍然为0mm。为了进一步研究该混凝土的抗碳化能力，研究过程中，将两种混凝土碳化试验龄期增加到604结果表明碳化试验进行到60d后，C50混凝土碳化深度为0.5mm，C120超高强高性能混凝土碳化深度为0mm，由此可以看出，后者密实度更高，具有更高的抗碳化能力。秦鸿根等⑺对此也进行了研究。

3.4 C120超高强高性能混凝土收缩性能

收缩性能是衡量混凝土耐久性的重要参数之一。项目选择非接触法和接触法两种方法研究C50混凝土和C120超高强高性能混凝土的收缩性能。

34.1非接触法

非接触法试验研究所得到的数据见表8。

3.4.2接触法（卧式）

接触法卧式试验研究数据见表9。

从表8和表9可以看出，C120超高强高性能混凝土比C50混凝土具有更低的收缩率，原因是具有更低的水胶比，具有更密实结构和更低变形性能等特质。

4结语

项目研究在大量基础性试验基础上，结合丰富混凝土研究实践经验，以拟定水胶比为核心，结合有针对性、有方向性的一系列严谨试验进行了系列研究，大大简化了C120超高强高性能混凝土配合比设计流程。该混凝土具有：水胶比低，工作性良好；力学性能优越，28d抗压强度平均值大于138MPa；耐久性优于一般高强混凝土和相关标准、规范要求；该混凝土的单方成本及养生条件与一般高强混凝土基本相同。该混凝土具有良好的工程应用前景。返回搜狐，查看更多