摘 要

随着新式钻地武器的不断发展,对军事防护工程提出了更高的要求,如何提高未来军事指挥中心的生存率变成急需解决的难题。为了满足当今社会的需求，一种新颖的材料，超高性能水泥基复合材料（ultra-high performance cementitious composites UHPCC）以其超高强度，超高韧性，超高抵抗变形和开裂能力,超高耐久性等优良的力学性能出现在大家的眼前。对此本文采用了微机控制抗折抗压一体化试验机测出了荷载-位移曲线，求出每组UHPCC试块的抗折强度和抗压强度，进行了较为深入的研究。

（1）研究并分析了不同水胶比、不同玄武岩、钢纤维掺量以及不同矿物掺合料和不同养护制度下UHPCC试块的荷载-位移曲线以及他们的抗折强度

（2）研究并分析了同水胶比、不同玄武岩、钢纤维掺量以及不同矿物掺合料和不同养护制度下UHPCC试块的抗压强度

通过研究我得出了在其他条件相同的情况下，①UHPCC 随着水胶比的减小、钢纤维掺量的增加其强度及韧性都呈上升趋势，②UHPCC在玄武岩掺量为10％-20％左右时表现出较大的强度和韧性,③通过添加矿物掺合料也能提升UHPCC的强度和韧性。通过对这些数据的研究可以为超高性能水泥基复合材料在实际工程中应用及设计做理论指导。

关键词：超高性能水泥基复合材料；玄武岩；荷载-位移曲线；抗折强度；抗压强度

The use of basalt powder preparation of ultra high performance cement-based composite materials

ABSTRACT

Along with new style drills the weapon unceasing development, proposed to the military protection project a higher request, how will enhance the future military command center the survival rate to turn the difficult problem which the witch will remain unresolved.In order to meet now society's need, one novel material, the superelevation performance cement base compound materials (ultra-high performance cementitious composites UHPCC)by its superelevation intensity, superelevation toughness, the superelevation resistance distorts and cracks ability durably, the superelevation and so on the fine mechanics performance appears in everybody at present.The load displacement curve of the integrated test machine with the microcomputer controlled anti - compression test machine is adopted in this paper，The flexural strength and compressive strength of each group of UHPCC blocks were calculated, and the study was carried out.

(1) is studied and analyzed with different water to binder ratio, different basalt, steel fiber content and different mineral admixture material and different curing system uhpcc test block of load displacement curves and their flexural strength

(2) the compressive strength of UHPCC specimens under the same water binder ratio, Xuan Wuyan, steel fiber content and different mineral admixture and different curing system were studied and analyzed.

Through the research I got under the other conditions are the same, uhpcc with water to binder ratio decreases, steel fiber content increased the strength and toughness of a rising trend, II uhpcc in basalt content is about 10% - 20% showed high strength and toughness. (3) the addition of mineral admixture can improve the strength and toughness of uhpcc. Through the research of these data, it can be used for the application and design of the ultra high performance cement based composites in practical engineering.

Keywords: ultra-high performance cement matrix composites；basalt；

Load -displacement curve；Flexural strength；Compressive strength

目 录

1 绪论 - 1 -

1.1 引言 - 1 -

1.2 国内外研究现状 - 2 -

1.3 主要存在问题 - 8 -

2 超高性能水泥基复合材料配合比设计 - 9 -

2.1 引言 - 9 -

2.2 UHPCC原材料 - 9 -

2.2.1 水泥 - 9 -

2.2.2 硅灰 - 10 -

2.2.3 玄武岩 - 10 -

2.2.4 减水剂 - 12 -

2.2.5 矿渣 - 12 -

2.2.6 钢纤维 - 13 -

2.2.7 粉煤灰 - 13 -

2.3 UHPCC的影响因素及其分析 - 14 -

2.3.1 水胶比的影响 - 14 -

2.3.2 玄武岩掺量的影响 - 15 -

2.3.3 钢纤维掺量的影响 - 15 -

2.3.4 养护制度的影响 - 15 -

2.3.5 矿物掺和料的影响 - 16 -

2.4 配合比 - 16 -

3 成型过程 - 18 -

3.1 引言 - 18 -

3.2 试件制作 - 18 -

3.2.1 试件制备工艺 - 18 -

3.2.2 所用设备 - 19 -

4 超高性能水泥基复合材料抗折试验 - 21 -

4.1 引言 - 21 -

4.2 UHPCC抗折强度试验 - 21 -

4.2.1 仪器设备 - 21 -

4.2.2 试验步骤 - 21 -

4.2.3 混凝土立方体抗折强度公式如下： - 22 -

4.3 UHPCC抗折强度试验结果与分析 - 22 -

4.3.1 水胶比对试块抗折强度的影响 - 22 -

4.3.2 玄武岩掺量对试块抗折强度的影响 - 26 -

4.3.3 钢纤维掺量对试块抗折强度的影响 - 30 -

4.3.4 养护制度对试块抗折强度的影响 - 35 -

4.3.5 矿物掺合料对试块抗折强度的影响 - 37 -

5 超高性能水泥基复合材料抗压试验 - 41 -

5.1 引言 - 41 -

5.2 UHPCC抗压强度试验 - 41 -

5.2.1 仪器设备 - 41 -

5.2.2 试验步骤 - 41 -

5.2.3 混凝土立方体抗压强度公式如 - 41 -

f_cc=F/A - 41 -

5.3 UHPCC抗压强度试验结果与分析 - 41 -

5.3.1 水胶比对试块抗压强度的影响 - 42 -

5.3.2 玄武岩掺量对试块抗压强度的影响 - 42 -

5.3.3 钢纤维掺量对试块抗压强度的影响 - 43 -

5.3.4 养护制度对试块抗压强度的影响 - 44 -

5.3.5 矿物掺和料对试块抗压强度的影响 - 44 -

6 结论与展望 - 46 -

6.1 结论 - 46 -

6.2 展望 - 46 -

致 谢 - 47 -

参考文献 - 48 -

1 绪论

1.1 引言

当前，我国经济保持快速发展，未来的较长时间内全社会固定资产投资仍将保持稳定增长，我国建筑业正处于较快发展进程之中。城镇化建设的推进将带来大量城市房屋建设、城市基础设施建设、城市商业设施建设的需求，同时大量工业与能源基地建设、交通设施建设等市场也将保持旺盛的需求。根据国家“十二五”规划及建筑业各类规划，我国建筑业相关固定资产投资的主要领域包括：城镇化建设，房屋市场建设，工业与能源建设，交通基础设施建设。在过去传统的混凝土因为廉价，抗压强度高，耐久性好，施工性能好而成为世界上研究最多，应用极广的土木工程材料。然而，建筑行业的发展使得其抗拉抗弯低，脆性大易裂开等弊端慢慢显现出来。

新中国成立了六十几年,呈飞速发展趋势,经济水平和国际地位稳步提升,然而军事这一重要的方面却面临着诸多不可小觑的问题。朝鲜半岛，南海问题，台海问题，中日问题以及与亚洲一些国家摩擦不断。因此与国防相关的铁路公路以及军事工程也需要加强，这也成为科学家们研究的目标。

超高性能水泥基复合材料简称UHPCC，是一种以硅酸盐水泥和多种工业废渣为胶凝体系,以高强粗集料和钢纤维为增强项,采用常规制备技术所得抗压强度大于150Mpa，同时具有良好的流动性能，力学性能和耐久性能的低能耗生态型绿色环保建筑材料。该新型材料具备活性粉末混凝土超高力学性能，耐久性能之优点，同时克服了其材料造价高，能耗大，制备工艺复杂，不易于在实际工程中应用等不足，具有非常广阔的应用前景。