具有快凝特性的超高性能混凝土研发及其性能研究

宋尚霖; 杨小森; 王海鹏; 郭为强

doi:10.3724/j.gyjzG24111906

具有快凝特性的超高性能混凝土研发及其性能研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24111906

1. 西北寒旱区公路基础设施长期性能交通运输行业野外科学观测研究基地(甘肃省公路发展集团有限公司), 兰州 730070;
2. 清华大学, 土木工程安全与耐久教育部重点实验室, 北京 100084

基金项目:

西北寒旱区公路基础设施长期性能交通运输行业野外科学观测研究基地（甘肃省公路发展集团有限公司）开放基金资助（JDKF202303）。

详细信息

作者简介:
宋尚霖，博士，主要从事公路养护四新技术及其应用方向研究。

通讯作者:
王海鹏，主要从事超高性能混凝土及混凝土疲劳方向研究，1486597669@qq.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2024-11-19
- 网络出版日期: 2026-07-06

Development and Performance Study of Ultra-High Performance Concrete with Rapid Setting Characteristics

1. Scientific Observation and Research Base of Transport Industry of Long Term Performance of Highway Infrastructure in Northwest Cold and Arid Regions (Gansu Provincial Highway Development Group Co., Ltd.,), Lanzhou 730070, China;
2. Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability, Ministry of Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China

摘要

摘要: 针对超高性能混凝土（UHPC）水化速度慢、凝结时间长导致的施工周期延长增加养护成本以及早期强度不足等问题，研究了单掺速凝剂（AC）、单掺硫铝酸盐水泥（SAC）、单掺烧结铝矾土（CB）骨料 3种材料两两双掺以及三掺对UHPC流动性、凝结时间及力学性能等的影响。结果表明：双掺5% SAC及400 kg/m³CB骨料可获得凝结时间可控、工作性能良好、力学性能优异的UHPC，初/终凝时间降低为59 min/80 min，扩展度降低39.3%，1，7，28 d抗压强度显著增长，最大增长率达20%，抗折强度增长不明显；但过多的SAC掺量（≥5%）会显著增大UHPC自收缩及开裂风险，并降低UHPC 28 d的抗冲击性能。该快凝UHPC适用于对凝结时间有严格要求的施工场景，如快速修复与加固、提高预制构件生产效率、灾害下紧急工程修复等。
- 快凝特性 /
- UHPC /
- 凝结时间可控 /
- 工作性良好 /
- 力学性优良
Abstract: To address the issue of slow hydration and prolonged setting time in ultra-high performance concrete （UHPC），which often lead to extended construction schedules， increased curing costs， and insufficient early-age strength， this study investigated the effects of incorporating accelerators （AC）， binary blends with sulfoaluminate cement （SAC）， substituting sintered bauxite （CB） aggregates， and combinations of these three materials （external-binary， external-substitution， binary-substitution， and external-binary-substitution） on the flowability， setting time， and mechanical properties of UHPC. The results indicated that incorporating 5% SAC and substituting 400 kg/m³ CB aggregates achieved controlled setting time， good workability， and excellent mechanical properties in UHPC. The initial and final setting times decreased to 59 min and 80 min， respectively， the expansion degree decreased by 39.3%， and the compressive strength increased significantly at 1， 7， and 28 days， with a maximum growth rate of 20%. The flexural strength did not increase significantly. However， excessive SAC content （≥5%） significantly increased the risk of autogenous shrinkage and cracking in UHPC and decreased its 28-day impact resistance. This rapid-setting UHPC is suitable for construction scenarios with stringent requirements on setting time， such as rapid repair and reinforcement， enhanced production efficiency of prefabricated components， and emergency engineering repairs in disaster situations.
- rapid-setting characteristics /
- UHPC /
- controllable setting time /
- good workability /
- excellent mechanical properties

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