原材料组成对轻质超高性能混凝土性能的影响规律

朱红兵; 杨顺; 付正昊; 郭正发

doi:10.3724/j.gyjzG25082401

原材料组成对轻质超高性能混凝土性能的影响规律

doi: 10.3724/j.gyjzG25082401

1. 武汉科技大学城市建设学院, 武汉 430065;
2. 城市更新湖北省工程研究中心, 武汉 430065

基金项目:

国家自然科学基金项目（51778630）；湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目（T2022002）。

详细信息

作者简介:
朱红兵，工学博士，教授，博士生导师，主要从事混凝土及混凝土结构工程方向研究。电子信箱：hnhyzhb@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-08-24
- 网络出版日期: 2026-11-06

Influence of Raw Material Composition on the Performance of Lightweight Ultra-High Performance Concrete

1. School of Urban Construction, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430065, China;
2. Hubei Provincial Engineering Research Center of Urban Renewal, Wuhan 430065, China

摘要

摘要: 轻质超高性能混凝土（LUHPC）的工作性能和力学性能受原材料组成影响很大，明晰其影响规律对LUHPC的工程应用意义重大。采用正交试验方法，通过坍落度和力学性能试验分析粉煤灰掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和膨胀剂掺量对LUHPC的工作性能和力学性能影响规律。基于直观分析法和层次分析法得出最优配合比，进一步分析膨胀剂掺量对力学性能与收缩性能的影响，得出适宜掺量。结果表明：1）随粉煤灰掺量或膨胀剂掺量增加，LUHPC力学性能和坍落度均先降低再上升；随硅灰掺量增加，力学性能和坍落度均先增加再降低；随钢纤维掺量增加，力学性能不断上升但坍落度不断下降；2）对坍落度、立方体抗压强度和轴心抗压强度影响最大的是钢纤维掺量，对劈裂抗拉强度影响最大的是硅灰掺量；3）基于工作和力学性能的最优配合比为：粉煤灰28%、硅灰24%、钢纤维2.0%和膨胀剂6%；4）在0%～8%范围内，随膨胀剂掺量增大，LUHPC的立方体抗压强度、轴心抗压强度和坍落度均不同程度降低，劈裂抗拉强度上升，综合力学、收缩和工作性能的膨胀剂最优掺量为6%。
- 轻质超高性能混凝土（LUHPC） /
- 正交试验 /
- 工作性能 /
- 力学性能 /
- 最优配合比 /
- 收缩
Abstract: The workability and mechanical properties of lightweight ultra-high performance concrete （LUHPC） are greatly affected by its raw material composition. Clarifying the influence law is of great significance for the engineering application of LUHPC. The effects of fly ash content， silica fume content， steel fiber content， and expansion agent content on the workability and mechanical properties of LUHPC were analyzed by orthogonal test method. The optimal mix proportion was obtained based on the intuitive analysis method and the analytic hierarchy process， and the optimal dosage of the expansion agent was further determined in combination with the shrinkage index. The results showed that： 1） With the increase of fly ash content or expansion agent content， both the mechanical properties and slump of LUHPC decreased first and then increased； with the increase of silica fume content， both the mechanical properties and slump first increased and then decreased； with the increase of steel fiber content， the mechanical properties continuously increased while the slump continuously decreased. 2） The steel fiber content had the greatest influence on slump， cubic compressive strength， and axial compressive strength， and the silica fume content had the greatest influence on the splitting tensile strength. 3） The optimal mix proportion， considering both the workability and mechanical properties， was as follows： fly ash content of 28%， silica fume content of 24%， steel fiber content of 2.0%， and expansion agent content of 6%. 4） In the range of 0% -8%， the cube compressive strength， axial compressive strength and slump of LUHPC decreased in varying degrees with the increase of the content of expansive agent， while the splitting tensile strength increased. The optimal content of expansive agent for comprehensive mechanical， shrinkage and working performance indexes was 6%.
- lightweight ultra-high performance concrete（LUHPC） /
- orthogonal test /
- workability /
- mechanical properties /
- optimal mix proportion /
- shrinkage

HTML全文

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