UHPC超高性能混凝土材料应用简介

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超高性能混凝土(以下简称UHPC)是近三十年内发展起来的一种新型水泥基复合材料,具有超高的力学性能和耐久性,并兼具良好的韧性、黏结性能和抗冲击、抗疲劳性能。近年来,随着UHPC制备技术的不断成熟,其性能的优越性逐步被大众认知,UHPC成为混凝土领域的研究热点,广泛用于结构、装饰、加固、快修、铺装、接缝填注等。

关于UHPC?

UHPC(Ultra-highPerformanceConcrete)最早是由丹麦Bache教授在20世纪70年代展开研究的,当时的研究是以大掺量的钢纤维并保留普通配筋。从90年开始,法国Bouygues公司在PierreRichard的领导下开始研究RPC,之后由拉法基研发中心与之合作进行了优化并于90年代末开始商业化。

UHPC是一种具有超强力学性能,高韧性,超高耐久性,和优良浇筑及成型性能的水泥基混凝土材料。UHPC通过选用高活性的微细材料,采用最紧密堆积和纤维增强技术配制而成。UHPC的各项性能指标均大幅度优于普通混凝土,高性能混凝土UHPC和GRC(Glass-FiberReinforcedConcrete)。

UHPC不同于传统的高强混凝土(HSC)和钢纤维混凝土(SFRC),也不是传统意义“高性能混凝土(HPC)”的高强化,而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料,较有代表性的定义和需要具备的特性如下:

●是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料;

●水胶比小于0.25,含有较高比例的微细短钢纤维增强材料;

●抗压强度不低于MPa;具有受拉状态的韧性,开裂后仍保持抗拉强度不低于5MPa(法国要求7MPa);

●内部具有不连通孔结构,有很高抵抗气、液体浸入的能力,与传统混凝土和高性能混凝土(HPC)相比,耐久性可大幅度提高。

在建筑及桥梁结构,建筑外立面装饰,建筑修补加固等方面有着广阔的应用前景。UHPC的超高性能使其在结构,装饰等各方面的应用较其他混凝土材料更加节约材料用量,并能够减轻建筑物或构件自重,从而减少二氧化碳排放,而优异的耐久性能够减少建筑物和构件的维护返修,在建筑物的全生命周期实现更加绿色和节能的建筑和构件。

超高性能混凝土的最高强度有多少?

目前,研究报告所获得的最高抗压强度是MPa(即RPC,使用短钢纤维和钢骨料,50MPa压力压制成型试件,并采用℃~℃高温高压养护)。

UHPC获得超高强度的先决条件是获得高密实度的基体混凝土(或砂浆)。按照丹麦H.H.Bache发展的DSP(DensifiedSystemwithultrafineParticles)理论,即:用充分分散的超细颗粒(硅灰)填充在水泥颗粒堆积体系的空隙中,可以实现胶凝材料体系颗粒堆积致密化和非常低水胶比,从而使UHPC基体混凝土或砂浆具备超高抗压强度。使用优化的钢纤维提高抗压、抗拉强度和韧性。依靠机械性压力压实,采用常压或高压热养护,可以进一步提高UHPC密实度和强度。

如今,常用UHPC抗压强度在MPa~MPa范围。在此范围,采用常规的强制式搅拌、密实方法(自密实或振动)成型和养护(常温保湿或常压蒸汽养护),就能够进行现浇和预制应用。UHPC的抗压强度通常只有质量指标的意义,因为在结构应用中,主要


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