喷射UHPC配制

前言

极高性能混泥土凭借优异的结构力学性能和耐久度性能，已经建筑和基础设施领域充分发挥日益重要作用。伴随着《极高性能混泥土》GB/T 31387—2025标准化的即将出台，UHPC的原材料设计与应用有了更为确立规范和标准根据-1。喷射施工技术做为UHPC运用的重要领域，其配合比需要兼顾原材料的流动性、粘聚性和可喷射性，同时确保硬化后达到所规定的性能等级要求。

UHPC性能级别与基本原则

依据《极高性能混泥土》GB/T 31387—2025征求意见，UHPC依照抗拉强度级别划分为UC100至UC200，在其中发展抗压强度为UC100，最高强度可以达到UC200-1。该标准确立定义极高性能混泥土为“以水泥和矿物掺合料等作为胶凝材料，相互配合石料、减水剂、高韧性细小钢纤维或非金属材料纤维、水得原料生产的超高强纤维改性混泥土”-1。

针对喷射UHPC来讲，其主要性能指标值需满足以下基本上门坎：抗拉强度不低于100Mpa，抗压强度不低于3.5Mpa，抗渗等级性能不得超过2.0×10?13平米每秒钟-1。一部分工程实践要求比较高，如抗拉强度做到120Mpa之上，拉伸强度不低于18Mpa-6。这些数据为配合比带来了很明确的性能总体目标。

原料选取与技术标准

胶凝材料管理体系

喷射UHPC的胶凝材料一般由水泥和活力矿物掺合料构成。混凝土应选用砂浆强度等级不低于52.5级粉煤灰水泥，以保证早期强度发展趋势。硅灰石粉是不可缺少的活性组分，其二氧化硅成分应不低于百分之八十五，比表面不低于15000平米每公斤，可以有效添充颗粒物空隙并参加火山灰反应。除此之外，可以选用煤灰、研磨矿渣粉或石灰石粉辅助引气剂，以优化堆积密度并控制成本-1。

石料管理体系

与水泥混凝土不一样，UHPC一般不包括粗骨料，其石料管理体系以细集料为主导，基材本质归属于极高强水泥砂浆-1。细集料应采用级配良好的石英沙，粒度范畴保持在0.16mm至1.25毫米之间，较大粒度不应超过2.36mm。严格配合比操纵有助于实现最密实度沉积，减少气孔率。

纤维增强纤维

钢纤维是喷射UHPC完成高耐磨的关键所在成分。依据相关规范规定，钢纤维应使用合乎GB/T 39147所规定的I类1700级高韧性细小纤维，等效直径不得超过0.3mm，尺寸大小抗压强度尺寸公差为A级-4。针对喷射加工工艺来讲，纤维长短不能太大，一般控制在13mm至20毫米之间，以避免喷射过程中遇到堵塞管道或回弹率过高的问题。非金属材料纤维如聚酯切片纤维、丙烯酸乳液纤维也可以作为取代或补充方案，适用于对生锈比较敏感的使用场景。

化学外加剂与拌和水

混凝土减水剂是促进低水灰比的关键所在。聚羧酸系高性能外加剂以其渗透性强、减水率高等特点，变成喷射UHPC的最佳选择。外加剂的掺入量应根据胶凝材料用量与工作性能要求作出调整，一般为胶凝材料品质的百分之一点五至百分之三。

拌和水应使用合乎混泥土用水标准的洁净水，水里的氯离子、硫氰酸钾成分等数据需要满足标准限制值。

配合比关键主要参数

水灰比操纵

喷射UHPC的水灰比是衡量强度和耐久性的关键主要参数。依据规范标准，UHPC的水灰比不得大于0.25-1。实际工程中，为推进更高砂浆强度等级，水灰比一般保持在0.18至0.22范围之内-6。过低水灰比虽有益于抗压强度提高，却会提升混凝土拌合物粘度和喷射技术难度，需通过调节减水剂掺入量开展均衡。

胶凝材料用量

单位面积胶凝材料总产量通常是在800kg至1100千克每立方。在其中混凝土用量约为胶凝材料总数的百分之六十至百分之七十，硅灰石粉用量约为百分之十五至百分之二十五，其余为辅助矿物掺合料。太高的胶凝材料用量虽有益于抗压强度发展趋势，但是可能加重自收缩和干裂风险性。

石料用量

细集料用量一般为胶凝材料品质的百分之八十至百分一百一十。针对喷射工程施工，石料用量需适当控制，过多石料也会降低料浆对骨料的包囊水平，提升喷射回弹率。

纤维容积掺入量

根据国家监理检测标准，S类及H类UHPC里的钢纤维最少容积成分应不小于百分之一点零-4。针对喷射UHPC，纤维容积掺入量一般控制在百分之一点五至百分之三。当纤维掺入量超出百分之二时，需采取特殊喷射设备和工艺主要参数，以保证纤维均匀分散并且不阻塞输送管道路。

砂浆配合比实例

下列为了满足UC120等级要求的喷射UHPC参照砂浆配合比范畴，以每立方原材料用量计：混凝土550至650kg，硅灰石粉120至180kg，煤灰玻璃微珠80至120kg，石英沙600至750kg，钢纤维容积掺入量百分之一点五至百分之二点五，水灰比0.18至0.22，外加剂掺入量胶凝材料品质的百分之一点八至百分之二点五。该配制旨在实现抗拉强度不低于120Mpa、拉伸强度不低于18Mpa目标-6，实践应用时应根据原料特征和施工环境进行试配调节。

混凝土拌合物工作中性能规定

喷射UHPC混凝土拌合物需具有良好的流通性、粘聚性与可泵送性。根据国家测试方法规范，扩展度宜保持在600mm至750毫米范畴，拓展时长T500应在3秒至8秒中间-8。过大扩展度可能造成假凝和喷漆层移动，过小的扩展度则提升地泵阻力和回弹率。

混凝土拌合物的粘聚性应通过颠倒塌落度筒排尽时长作出评价，一般要求排尽时间是在10秒至25秒。纤维分散化均匀度是喷射工程施工的关键所在，可以通过水洗法检验新拌混凝土里的纤维容积成分，误差不应超过允许值的百分之十-7。

制取与喷射加工工艺关键点

喷射UHPC的制取应使用强制搅拌机，搅拌时间较水泥混凝土适当增加。强烈推荐拌和程序流程为：先把胶凝材料和石料冷拌1至2min，使颗粒料充足分散化；添加百分之七十的拌和水及所有外加剂，拌和2至3分钟至料浆呈流动；添加剩下拌和水，均匀搅拌1至2min；最终在慢速度拌和下匀称添加纤维，再次拌和2至3min直到纤维彻底分散化-1。

喷射工程施工可采取干喷法或湿喷法。湿喷法因混凝土拌合物均匀度好、回弹率低、烟尘少等优点，在UHPC喷射施工过程中运用范围更广。喷射工作时，喷头与受喷面间距宜保持在0.8米至1.2米，喷射视角应垂直在受喷面，单面喷射薄厚不应超过50mm，双层喷射时要操纵层间间隔时间。

保养规章制度

喷射UHPC的维护对性能发展趋势尤为重要。常温下保养环境下，喷射结束后应该马上遮盖塑料膜以避免水分流失，混凝土终凝之后开始保湿补水保养，保养时间不超过7天。针对规定更高强度工程项目，可采取寒湿保养规章制度：在喷射成型静放24钟头，接着以不超过一小时15℃升温速度升到80至90度，控温保养48至72h，再用可控性速度降低温度至室内温度。寒湿保养可大幅提升中后期强度耐久度性能。

质量监督与工程验收

喷射UHPC的产品质量检验应符合规定标准。抗拉强度检测需在喷射工作面当场成形试样，试样总数每50至100立方不适合低于1组。对于设计砂浆强度等级不低于UC120工程项目，28天抗拉强度检测结果应不低于设计方案砂浆强度等级值-6。

纤维容积成分的检验可以通过新拌混凝土水洗法或硬化混凝土切成片法来，平均误差与允许值的允许误差宜保持在正负极百分之十之内-7。喷射混泥土和基层的粘接强度可进行现场抗拔力测量，规定粘接强度不低于1.5Mpa或满足设计要求。

结束语

喷射UHPC配合比是一项系统工程，必须在材料种类、参数优化、加工工艺兼容等多个方面开展统筹兼顾。伴随着《极高性能混泥土》GB/T 31387—2025正式执行和相关行业标准陆续发布，喷射UHPC的配比设计把有更加完善的技术根据。工程项目在实践中，应基于具体项目性能规定，根据当地原料特点进行试配认证，从而形成达到结构力学性能、工程施工性能和耐久度性能规定的改善砂浆配合比。