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超高性能混凝土依据最大密实度理论（即DSP理论）设计，强度大于100MPa，具有高韧性和良好的耐久性等。超高性能混凝土大致可分为2类：①含粗骨料的超高性能混凝土（UHPC）；②不含粗骨料的活性粉末混凝土（RPC）。早期的超高性能混凝土主要为RPC，但相比于UHPC成本较高，养护工艺较为复杂，若要在工程中大量推广应用，还应尽可能简化制作工艺以及降低成本。
目前，对于超高性能混凝土的配置技术研究方向一般要尽量简化制备工艺、降低养护条件、提高流动性、降低原材料以及施工等各方面的成本。蒲心诚等人研究了UHPC的和易性，试验表明：①当强度低于130MPa时，混凝土坍落度达到200～265mm，而140MPa的混凝土流动性较差；②随着粗骨料粒径的增大，UHPC拌合物的流动性减小，但其最终抗压强度相近；
③硅灰等活性矿物掺料的复合掺入能够大幅提高UHPC的强度并改善其流动性。朱春银等人通过试验对RPC的流动性进行了研究，并得出提高其流动性的措施：使用硅灰与粉煤灰和矿粉进行二元或三元复掺，降低砂胶比和降低钢纤维体积掺量。高绪明研究了钢纤维的长细比和掺量对RPC流动性的影响，试验结果表明：钢纤维纤维长径比的增大和掺量的增加均会导致RPC的流动性降低。沈磊的试验结果表明：降低水胶比、增大砂胶比和增加钢纤维掺量均会降低RPC的流动性。良好的和易性是混凝土在现场制备施工及泵送的必要条件，目前UHPC泵送较为成功的案例有深圳“金融财富中心”和广州“西塔”等，泵送高度分别超过了300m和400m。为使UHPC更好地适用于实际施工现场工况和达到泵送的要求，并且保证其力学性能，本文从选材入手，在前期UHPC试配工作的基础上，设计成型了6组配合比UHPC，设计强度120MPa，期间观察测量其坍落度、扩展度等指标并进行7d和28d抗压强度试验，对UHPC的和易性及力学性能进行试验研究。
1 原材料选择和试验方法
原材料的选择遵循优化颗粒级配确保强度同时改善和易性的诉求，UHPC选用的材料组成包括：水、水泥、硅灰、粉煤灰、粗骨料、细骨料、钢纤维及高效减水剂。水泥选用P.Ⅱ52.5R早强型水泥；硅灰使用微硅粉；粗骨料采用玄武岩碎石，表观密度3010kg/m3，粒径5~16mm；细骨料采用机制砂，粒径0~5mm，表观密度2600kg/m3；钢纤维长度30mm，直径0.8mm，抗拉强度大于2000MPa；高效减水剂和水符合试验要求。为了探究不同配合比、矿物掺料及钢纤维掺量对UHPC力学强度和混凝土拌合物工作性能的影响，本文设计了6组UHPC配合比（见表1），变量包括水胶比、掺合料类型及钢纤维掺量。![]()
UHPC制备成型、养护及试验依据规范GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2019《普通混凝土物理力学性能试验标准》进行，测定UHPC坍落度、扩展度、7d和28d立方体抗压强度，抗压试验成型100mm×100mm×100mm试件，抗压强度依照下式进行：![]()
式中：fcp为试件轴心（单轴）抗压强度（MPa）；F为试件破坏荷载（N）；A为试件承压面积（mm2）。2 结果与分析
UHPC拌合采用单轴搅拌机进行，搅拌完成时定坍落度和扩展度，静置60min后再测定第二次坍落度，然后进行人工装模，最后置于振动台振捣，UHPC坍落度扩展度测量结果如表2和图1所示。![]()
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规范GB50164-2011《混凝土质量控制标准》规定，泵送混凝土的坍落度经时损失不宜大于30mm/h，扩展度不宜小于500mm。试验所配制的6组UHPC均能满足泵送要求，随着水胶比的降低和钢纤维掺量的增大，UHPC坍落度和扩展度随之减小，添加粉煤灰可以增加坍落度和扩展度，以及减小坍落度经时损失，试验中坍落度经时损失最小的为S1FA-18组。粉煤灰密度小，有利于润滑骨料并减小混凝土离析和泌水现象，减小了UHPC的坍落度经时损失。![]()
试验所有配合比中，7天抗压强度最高的为S2-18，28天抗压强度最高的为S1-16。如图2、图3所示，随着水胶比的降低，UHPC的抗压强度相应增加。BG、S1-18、S2-18组体现了钢纤维掺量的影响，UHPC抗压强度随钢纤维掺量的增加而提高，可以看出掺加钢纤维明显提高了UHPC的抗压强度，尤其是7天抗压强度，但对于28天抗压强度，掺2%钢纤维的UHPC相比掺1%钢纤维的UHPC强度仅提高了4%。试验所有配合比中，S1FA-18的7天抗压强度最低，其28天强度较高，7~28天强度增长率53%，主要原因为粉煤灰水化反应进行相对缓慢，相比不掺粉煤灰的S1-18，S1FA-18的7天抗压强度低16.7%，28天强度高1.3%，此外，粉煤灰还具有降低水泥水化热、减少大体积混凝土收缩开裂的优点。
试验中6组配合比和易性均能满足泵送要求，和易性最佳的为S1FA-18，其前期强度略低，后期强度较高，粉煤灰的掺入节省了水泥用量，降低成本，保证强度的同时具有一定的经济性。3 结语
本文研究了水胶比、钢纤维掺量及粉煤灰对UHPC和易性和强度的影响，得出以下结论。（1）随着水胶比的降低和钢纤维掺量的增大，坍落度和扩展度减小，添加粉煤灰可以增加坍落度和扩展度以及减小坍落度经时损失，明显改善和易性，S1FA-18最利于泵送施工。（2）随着水胶比的降低，UHPC的抗压强度增加。水胶比为0.18时，相比未掺钢纤维的UHPC，掺钢纤维的混凝土抗压强度明显提高。试验中7天抗压强度最高的为S2-18，28天抗压强度最高的为S1-16。（3）试验中工作性能最佳的为S1FA-18，满足设计要求，并具有一定的经济性，但水胶比较低，其拌合物比较“粘稠”，在泵送施工中，应使用高压输送泵及高压泵管，利于顺利进行泵送作业。
