DB13∕T 2946-2019 超高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

91.100.30P

66DB13

13/T

2946—2019超高性能混凝土制備與工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 河北省市場監(jiān)督管理局 發(fā)

布DB13/T

—2019 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T

1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由河北省交通運(yùn)輸廳提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：河北省高速公路石安改擴(kuò)建籌建處、福州大學(xué)。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：董輝、黃卿維、周迎新、張國彬、吳慶雄、張韶波、楊連紅、賈鋼、康博、王國偉、趙瑞卿、林向楠、雷明雪、蘇獻(xiàn)素、武毅男、趙青亮、王興華。DB13/T

—20191 范圍本規(guī)程規(guī)定了超高性能混凝土的術(shù)語和定義、符號、性能等級、原材料及要求、配合比設(shè)計、制備與運(yùn)輸、養(yǎng)生、試驗方法、檢驗與評定。本規(guī)程適用于河北省公路工程，市政工程及其他建筑工程可參照執(zhí)行。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB

175 通用硅酸鹽水泥GB

8076 混凝土外加劑GB

20472 硫鋁酸鹽水泥GB

50164 混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)GB/T

1345 水泥細(xì)度檢驗方法GB/T

1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T

10171 混凝土攪拌站（樓）GB/T

14684 建設(shè)用砂GB/T

14902 預(yù)拌混凝土GB/T

18736 高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑GB/T

21120 水泥混凝土和砂漿用合成纖維GB/T

26408 混凝土攪拌運(yùn)輸車GB/T

27690 砂漿和混凝土用硅灰GB/T

31387 活性粉末混凝土GB/T

30101 聚乙烯醇水溶短纖維GB/T

50080 普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T

50081 普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T

50082 普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T

50107 混凝土強(qiáng)度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)GB/T

51003 礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB/T

50476 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范JC/T

水泥用硅質(zhì)原料化學(xué)分析方法JGJ

52 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)JGJ

63 混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T

241 人工砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ/T

283 自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JT/T

公路水泥混凝土纖維材料聚丙烯纖維和聚丙烯腈纖維JTG

公路工程巖石試驗規(guī)程CECS

鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程DB13/T

2946—20193術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1超高性能混凝土由水泥、礦物摻合料、外加劑、骨料、高強(qiáng)度微細(xì)纖維，加水拌合后固化而成的具有超高性能的水泥基復(fù)合材料，28d齡期的抗壓強(qiáng)度fUck130MPa，單軸抗拉強(qiáng)度fUteu4MPa，靜力受壓彈性模量EU40GPa。3.2預(yù)拌混合料由膠凝材料和/或骨料按級配要求而配制的干粉料，其中可包含或不包含固態(tài)外加劑。3.3單軸抗拉強(qiáng)度單軸拉伸時的最大拉應(yīng)力。3.4單軸彈性極限抗拉強(qiáng)度單軸拉伸時試件達(dá)到彈性極限時對應(yīng)的拉應(yīng)力，即由線彈性轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性時的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對應(yīng)的拉應(yīng)力。3.5應(yīng)變硬化當(dāng)單軸拉伸應(yīng)力超過彈性極限抗拉強(qiáng)度時，試件中的拉應(yīng)變隨拉應(yīng)力增加而增大的現(xiàn)象。3.6熱養(yǎng)生采用不低于70℃的熱水、蒸汽等對超高性能混凝土進(jìn)行養(yǎng)生的方法。3.7工作性能新拌超高性能混凝土拌合物運(yùn)輸情況和澆筑密實的難易程度與纖維均勻分布情況。4 符號下列符號適用于本文件。EU——靜力受壓彈性模量。fUck——立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。fUtek——單軸彈性抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。fUteu——單軸抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。fUckfUteuUC130-1≥130UC130-2UC130-3UC130-4UC140-1≥140UC140-2UC140-3UC140-4UC150-1≥150UC150-2UC150-3UC150-4UC160-1≥160UC160-2UC160-3UC160-4≥10UC170-1≥170UC170-2UC170-3UC170-4≥10UC180-1≥180UC180-2UC180-3UC180-4≥10UC190-1≥190UC190-2UC190-3UC190-4≥10UC200-1≥200UC200-2UC200-3UC200-4≥10DB13/T

—20195性能等級5.1 性能等級測試試件可為現(xiàn)場或室內(nèi)成型試件，也可為實體取芯或切割成型試件。5.2 超高性能混凝土力學(xué)性能等級劃分按表

1

軸抗拉強(qiáng)度的指標(biāo)要求。表

表

1超高性能混凝土力學(xué)性能等級

0.16mm粒徑的顆粒比例（95JGJ

SiO297JC/T

0.5JGJ

0.5JGJ

0.02JGJ

SiO290GB/T

28d90GB/T

45

12GB/T

134528d95GB/T

1596DB13/T

2946—20195.3超高性能混凝土的耐久性能應(yīng)滿足

GB/T

50476

的要求。6原材料及要求6.1 膠凝材料6.1.1 水泥宜采用

GB

175

標(biāo)準(zhǔn)要求的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。當(dāng)采用其他種類或標(biāo)號的水泥時，應(yīng)通過試驗驗證。6.1.2 礦物摻合料應(yīng)滿足

GB/T

51003

的要求，當(dāng)采用其他種類的礦物摻合料時，應(yīng)通過試驗驗證。6.1.3 硅灰應(yīng)滿足

GB/T

27690

的規(guī)定，且符合表

2

要求。表

2硅灰的質(zhì)量要求6.1.4 粉煤灰宜為

I

級

F表

2硅灰的質(zhì)量要求表

3 粉煤灰的質(zhì)量要求6.1.5 礦渣粉宜為表

3 粉煤灰的質(zhì)量要求6.2 骨料6.2.1 石英粉宜采用以石英為主的粉狀材料，且應(yīng)符合表

4

要求。表

4 石英粉的質(zhì)量要求6.2.2 表

4 石英粉的質(zhì)量要求1.25mm，且應(yīng)符合表

5

要求。1.25JGJ

1.250.63粒級≥0.63mm0.630.3150.16mm粒級≥0.3150.16mm0.16mmSiO297JC/T

0.5JGJ

0.5JGJ

100.02JGJ

4.75mm粒徑的顆粒比例（GB/T

0.5GB/T

4.75mm粒徑的顆粒比例（GB/T

MPa100JTG

DB13/T

—2019表5石英砂的質(zhì)量要求6.2.3天然砂應(yīng)滿足

GB/T

14684

的規(guī)定，宜采用細(xì)度模數(shù)為

2.3～

的中砂或

～表5石英砂的質(zhì)量要求且應(yīng)符合表

6

要求。表

6 天然砂的質(zhì)量要求6.2.4 人工砂（機(jī)制砂）應(yīng)滿足

JGJ/

T241

的規(guī)定，宜采用細(xì)度模數(shù)為

2.3～

的中砂或表

6 天然砂的質(zhì)量要求的細(xì)砂，且應(yīng)符合表

7

要求。表

7 表

7 人工砂的質(zhì)量要求6.3.1 減水劑應(yīng)符合

8076

的規(guī)定，宜選用減水率不小于

30%的高效減水劑。6.3.2 試驗驗證。6.4 纖維6.4.1 可選用鋼纖維，鋼纖維宜符合表

8

要求，當(dāng)采用其他種類鋼纖維時，應(yīng)通過試驗驗證。mm25GB/T

60MPa2000DB13/T

2946—2019表8 鋼纖維的質(zhì)量要求表8 鋼纖維的質(zhì)量要求摻用于超高性能混凝土中。聚乙烯醇應(yīng)滿足

GB/T

30101

的規(guī)定。聚丙烯腈應(yīng)滿足

JT/T

525

的規(guī)定。6.5 水拌合與養(yǎng)生用水應(yīng)符合

63的規(guī)定。7配合比設(shè)計7.1 一般規(guī)定7.1.1 超高性能混凝土配合比設(shè)計宜采用絕對體積法。7.1.2 超高性能混凝土的水膠比不宜大于

0.20。7.1.3 骨料與膠凝材料各組分的相對比例宜按照顆粒最緊密堆積理論進(jìn)行設(shè)計。7.1.4 硅灰摻量不宜小于膠凝材料用量的

。7.1.5 粉煤灰微珠摻量可為膠凝材料的

5%~15%。7.1.6 UC130、UC140

和

UC150

等級的超高性能混凝土可用天然砂、人工砂替代石英砂，最大替代率均可達(dá)到

100%，替代后的配合比應(yīng)根據(jù)試配結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。7.1.7 超高性能混凝土配合比設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)、施工工藝、養(yǎng)生條件以及應(yīng)用環(huán)境等因素。調(diào)整，得出滿足工作性能要求的基準(zhǔn)配合比，并經(jīng)強(qiáng)度、耐久性指標(biāo)復(fù)核確定。7.2 超高性能混凝土試配、配合比調(diào)整與確定7.2.1 應(yīng)采用工程實際使用的原材料進(jìn)行試配，每盤混凝土的最小攪拌量不宜小于

20L。7.2.2 要求時，應(yīng)在水膠比不變、膠凝材料用量和外加劑用量合理的原則下，調(diào)整膠凝材料、外加劑用量或不同粒級骨料的體積比例等，直到符合要求為止。根據(jù)試拌結(jié)果提出試驗用的基準(zhǔn)配合比。7.2.3 少

0.02增加或減少

2%，相應(yīng)地分別減少或增加膠凝材料的總體積。7.2.4 性能指標(biāo)。

DB13/T

—20197.2.5后進(jìn)行

90℃熱養(yǎng)生

，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生（環(huán)境溫度

20℃±2℃，相對濕度大于

）5d

后開展力學(xué)

℃±2℃，相對濕度大于

）規(guī)定的成型后

時進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)試驗。7.2.6根據(jù)試配結(jié)果對基準(zhǔn)配合比進(jìn)行調(diào)整，確定的配合比作為設(shè)計配合比。7.2.7 對于應(yīng)用條件特殊的工程，可對確定的設(shè)計配合比進(jìn)行特殊條件下的模擬試驗。8制備與運(yùn)輸8.1 一般規(guī)定8.1.1 現(xiàn)場，加水和液態(tài)外加劑拌合而成。8.1.2 超高性能混凝土的制備與運(yùn)輸過程應(yīng)保證拌合物不分層離析。8.2 原材料貯存8.2.1 60℃。受潮、結(jié)塊、受污染及貯存期超過

3

個月的水泥，不得使用。8.2.2避免混雜或受污染。8.2.3

m

曬和防凍。如有沉淀等異常現(xiàn)象，應(yīng)經(jīng)檢驗合格后方可使用。8.2.4 等其他粉狀料混雜。8.2.5 纖維應(yīng)按品種、規(guī)格和生產(chǎn)廠家分別標(biāo)識和貯存，并應(yīng)防潮和防銹。8.3 計量8.3.1 固體原材料應(yīng)按干燥狀態(tài)下的質(zhì)量進(jìn)行計量，水和液態(tài)外加劑可按體積或者質(zhì)量進(jìn)行計量。8.3.2 原材料計量應(yīng)采用電子計量設(shè)備，其精度應(yīng)滿足

10171

的要求。8.3.3 原材料的計量允許偏差不應(yīng)大于表

9

中規(guī)定的范圍。表

9表

9超高性能混凝土原材料計量允許偏差

（%）DB13/T

2946—20198.4.1 超高性能混凝土攪拌宜選用可調(diào)速的強(qiáng)制式攪拌機(jī)。8.4.2

GB

50164

的規(guī)定。8.4.3 攪拌機(jī)宜有防止纖維結(jié)團(tuán)的下料裝置。8.5 運(yùn)輸8.5.1攪拌運(yùn)輸車應(yīng)符合

GB/T

26408

的規(guī)定。對于寒冷或炎熱的氣候情況，運(yùn)輸車的攪拌罐應(yīng)有保溫或隔熱措施。8.5.2 攪拌運(yùn)輸車在裝料前應(yīng)將攪拌罐內(nèi)積水排盡，裝料后嚴(yán)禁向攪拌罐內(nèi)的拌合物加水。8.5.3 超高性能混凝土拌合物在攪拌運(yùn)輸車內(nèi)的時間不宜超過

90min相應(yīng)的技術(shù)措施，并通過試驗驗證。當(dāng)采用翻斗車運(yùn)輸時，運(yùn)輸時間不宜超過

45min。8.5.4 超高性能混凝土拌合物的運(yùn)輸應(yīng)保證澆筑過程的連續(xù)性。8.6 澆筑8.6.1 模和不漏漿。8.6.2采用分層澆筑時層間不應(yīng)出現(xiàn)冷縫。8.6.3 超高性能混凝土密實、纖維分布均勻以及構(gòu)件的整體性，避免出現(xiàn)拌合物離析、分層以及纖維裸露出構(gòu)件表面。9 養(yǎng)生9.1

/降溫的速率不宜大于

℃生后，試件表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于

209.2熱養(yǎng)生結(jié)束后，宜用塑料薄膜覆蓋，保持表面潮濕，進(jìn)行保濕養(yǎng)生。9.3 常溫養(yǎng)生應(yīng)能保證材料性能達(dá)到設(shè)計要求，并通過試驗驗證。10 試驗10.1 取樣10.1.1 澆筑成型的超高性能混凝土的取樣應(yīng)從同一次攪拌或同一車運(yùn)送的拌合物中取出，取樣量不應(yīng)小于試樣需要量的

1.5

倍，且不宜小于

20L。10.1.2 實體取芯的超高性能混凝土的取樣應(yīng)符合

CECS

03

第

5

章的相關(guān)規(guī)定。10.2 力學(xué)性能試驗10.2.1 抗壓強(qiáng)度采用

GB/T

50081

第

7

節(jié)大于

C60

混凝土的抗壓強(qiáng)度測試規(guī)定進(jìn)行測試，加載速率為

1.20～，測得強(qiáng)度不乘以尺寸換算系數(shù)。DB13/T

—201910.2.2 單軸抗拉強(qiáng)度按附錄

A

規(guī)定的試驗方法進(jìn)行測試。10.2.3 靜力受壓彈性模量采用

GB/T

50081

第

8

節(jié)的靜力受壓彈性模量測試規(guī)定進(jìn)行測試，加載和卸載速率為

1.20～1.40MPa/s。10.3 其他性能試驗10.3.1擴(kuò)展度按附錄

B

規(guī)定的試驗方法進(jìn)行測試。10.3.2 收縮性能按照

GB/T

50082

第

8

章的規(guī)定進(jìn)行測試。10.3.3 受壓徐變性能按照

GB/T

50082

第

10

章的規(guī)定進(jìn)行測試。11 檢驗與評定11.1 檢驗11.1.1 生產(chǎn)工藝條件和配合比基本相同的混凝土組成。11.1.2

50m3

50m3

50m3

11.1.3超高性能混凝土應(yīng)采用同條件養(yǎng)生成型后

28d

進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)試驗。11.1.4對于超高性能混凝土的抗?jié)B性能、擴(kuò)展度、收縮性能和受壓徐變性能的檢驗，在確定施工配合比時，應(yīng)采用工程實際使用的原材料，在試驗室內(nèi)拌制混凝土，制作試樣，按設(shè)計要求的性能項目檢驗一組。在原材料或配合比發(fā)生重大變化時應(yīng)再次檢驗上述參數(shù)。11.2 評定11.2.1 超高性能混凝土強(qiáng)度代表值的確定，應(yīng)符合下列規(guī)定：a)

取

3

個試件強(qiáng)度的算術(shù)平均值作為每組試件的強(qiáng)度代表值。b)

當(dāng)一組試件中強(qiáng)度最大值或最小值與中間值之差超過中間值的

15%時，取中間值作為該組試件的強(qiáng)度代表值。c)

當(dāng)一組試件中強(qiáng)度的最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的

15%時，該組試件的強(qiáng)度不應(yīng)作為評定的依據(jù)。11.2.2 超高性能混凝土強(qiáng)度代表值不應(yīng)小于

4.2

條規(guī)定的超高性能混凝土強(qiáng)度。1005025255050DB13/T

2946—20191005025255050AA附

錄 A（規(guī)范性附錄）超高性能混凝土單軸抗拉強(qiáng)度試驗方法A.1 適用范圍本試驗方法適用于無切口的超高性能混凝土試件，采用單軸拉伸的力-位移曲線測試法。A.2 定義A.2.1試件的力-位移曲線測試的終止條件為：a)

殘余強(qiáng)度等于抗拉強(qiáng)度的

20%b)

試件平均位移拉伸量為鋼纖維長度的

60%時。A.2.2平均位移拉伸量指附著在試件兩面的電感式位移傳感器所測值的平均值。A.2.3應(yīng)力指測量的拉力與試件中間段橫截面積之間的比值。A.2.4A彈性應(yīng)變指平均位移拉伸量與圖A.1中點(diǎn)C和點(diǎn)E（或點(diǎn)LJ位移拉伸量與圖A.1中點(diǎn)O和點(diǎn)P（或點(diǎn)QR）間距的比值。Y.A.

.B.

204

..F

G..C.

.D.

.E.

O. .

P.L

.K.

J..N.Z

. .M

.I. .50

54

150

54

50358a）平面圖

X50 27

27O.鋁板

150

27

27.P鋁板

50.Q

358

.R

Xb）側(cè)面圖圖

A.1

單軸拉伸試件幾何尺寸與位移傳感器安裝位置（單位：mm）10DB13/T

—2019A.3 原則規(guī)定A.3.1 拉伸機(jī)的荷載量程應(yīng)在50～200kN；應(yīng)采用位移來控制加載。A.3.2 為了確保試件在不同位置斷裂時均可測得其變形，兩個位移傳感器應(yīng)對稱安裝于試件兩側(cè)面，即試件點(diǎn)C和點(diǎn)EL和點(diǎn)JO和點(diǎn)P之間，以及點(diǎn)Q和點(diǎn)R之間。A.3.3 試件拉伸的方向是沿著圖所示的X1.5mm厚的鋁板，以便于固定于拉伸機(jī)的夾頭。A.3.4 試件兩端的約束條件必須是固結(jié)，不得發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。A.4 試驗設(shè)備拉伸機(jī)的加載及測試精度應(yīng)在0.2kN之內(nèi)；位移傳感器的量程應(yīng)在5～30mm，線性測量誤差不得大于0.2%；試件長度和厚度的測量儀器精度應(yīng)在0.05mm之內(nèi)。A.5 試件制備A.5.1 每次澆筑，須制備如圖A.1所示尺寸的試件，共6塊。試件澆筑時的厚度可控制在502mm，測試前須將試件厚度打磨至1mm。A.5.2 在試件模具的兩端變截面曲面處放置鋁片，以便強(qiáng)化變截面區(qū)抵消外夾具帶來的應(yīng)力集中影響。A.5.3 20℃下養(yǎng)生1d28d3～20℃下大氣中自然干燥位移傳感器的固定螺栓，然后再用塑料薄膜包裹著，并放置在20℃下，直到測試前。A.5.4測量試件中間測試區(qū)的截面長度和寬度。沿每一縱向邊各取3個等間距分布的不同位置，共測量6個位置的厚度，取其厚度的平均值。A.6試件加載A.6.1 先取6個試件中的3個進(jìn)行單軸連續(xù)加載試驗。在彈性和應(yīng)變硬化階段，以位移傳感器min的加載速率，或以夾頭0.2mm/min的加載速率勻速進(jìn)行加載。在應(yīng)變軟化階段，相應(yīng)的加載速率可分別提高至0.5mm/min及5Hz60%時，結(jié)束試驗。A.6.2 取剩余的3個試件進(jìn)行加載-卸載循環(huán)試驗，所施加的荷載為前3個試件測得的最大抗拉強(qiáng)度平均值的1/3，加載速率與先前相同。A.7 試驗數(shù)據(jù)11DB13/T

2946—2019A.7.1-A.8所計算出來的彈性應(yīng)fUtu和所對應(yīng)的抗拉應(yīng)變ε

Utu位置與軌跡。A.7.2對于按照A.6.1所計算出來的彈性應(yīng)力和所對應(yīng)的彈性應(yīng)變ε

Ute及靜力受壓彈性模量。A.7.3對于測試系列的所有試件，試驗數(shù)據(jù)應(yīng)包括：按照A.6.2試驗所確定的平均彈性模量，平均彈性抗拉強(qiáng)度fUte和平均抗拉強(qiáng)度fUtufUtu/fUte1準(zhǔn)值fUtek和抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fUtuk。A.8 強(qiáng)度和位移計算A.8.1 超高性能混凝土理想受拉應(yīng)力-應(yīng)變模型如圖所示。圖

A.2 受拉強(qiáng)度計算理想模型A.8.2 由A.6.2的加載-Ei由每一循環(huán)中的最大應(yīng)力值Fi和對應(yīng)的變形值wUti來確定，計算公式見式。

…………(A.1)f

…………(A.2)f

f

…………(A.2)f

…………(A.3)常數(shù)開始至下的割線模量值Ei為止。A.8.4試件的彈性抗拉強(qiáng)度按式計算。FAbmhm式中：試樣的靜力受壓彈性模量EU為FAEi。A.8.5 試試件的抗拉強(qiáng)度按式計算。FAbmhm式中：如果有應(yīng)變硬化現(xiàn)象，則式中FB指的是對應(yīng)的最大抗拉強(qiáng)度。?Utu為最大抗拉強(qiáng)度所對應(yīng)的應(yīng)變；若無應(yīng)變硬化現(xiàn)象，則FB指的是裂縫寬度達(dá)到0.4mm時對應(yīng)的應(yīng)力平均值，按式計算。12point10111213X(mm)50.051.252.153.054.055.