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UHPC性能混凝土 |
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性能混凝土的设计理论是大堆积密度理论(densified particle packing),其组成材料不同粒径颗粒以佳比例形成紧密堆积,即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充,微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年,Andressen就建立了大堆积密度理论的数学模型。然而,直到上世纪七十年代末,在减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上,采用该模型设计配制的代性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生,称作CRC(Compact Reinforced Composite,密实增强复合材料)。
CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能,高抗压强度超过400MPa,使用烧结铝矾土作骨料,同时使用钢纤维提高材料的韧性,所以称作“复合材料”。受到当时减水剂性能的限制,CRC或早期UHPC比较粘滞,振捣密实较困难,还不便于现浇应用。上世纪九十年代,欧洲开展了合作研究项目,世界各地也广泛开展相关研究,这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土,简称RPC”。“性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪,因为与早期的CRC或RPC相比,随着设计理论的完善、效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步,这种材料已具备了普通混凝土的施工性能,甚至可以实现自密实,可以常温养护,已经具备广泛应用的条件。
UHPC 性能混凝土是一种强、韧性、高耐久性的特种工程材料,在 工程、海洋工程、核工业、特种保安和防护工程、以及市政工程领域有良好 的应用前景。经试验,其抗折强度是普通 C50 混凝土的 3 倍,缩变下降 50%, 经历 700 次冻融循环后仍然完好无损,被称为“开裂”的混凝土。
高耐久性特性:
UHPC性能混凝土冻融循环、海洋环境、硫铝酸盐侵蚀、弱酸侵蚀和碳化下,能够耐受各种有害物质渗透到基体内部,同时具有自愈能力,防水效果。UHPC产品没有内部恶化过程(延迟钙矾石、碳硫硅钙石、碱骨料反应、未水化熟料膨胀等),表现出对酸性介质的高抵抗力,可以暴露在各种侵蚀环境下(盐、硝酸盐、海水等)
UHPC性能混凝土特的结构能够解决环保问题和降低生命周期成本,如降低建筑成本、模具成本、劳动力成本和维修成本等,提高建筑场地的安全性,建造速度和建筑生命周期。另外,UHPC调配出的色彩持久稳定,产差小,质感细腻,既能保持水泥制品的原始性能,又能的使产品表面质感趋于稳定。
UHPC性能混凝土是近年来一种新型材料,不仅强度高、耐久性强,同时还具备低收缩、免蒸养等特点,利用这一材料及基于其开发的UHPC组合桥面技术,已经成功应用于公路桥、城市桥及各类桥梁的修补加固工程,可解决正交钢桥面疲劳开裂这一世界性难题。蒙华铁路洞庭湖特大桥采用这种UHPC组合桥面,既能降低钢结构疲劳应力,避免钢结构开裂,又可以作为防水层与耐磨层,为钢桥面提供一种””的防护,提升了桥梁结构的整体健康与安全水平。
UHPC性能混凝土适用范围:
1、用于大跨径梁板、限制尺寸构件的制作。
2、制造输油、输气管道,以砼代钢降低生产和运营成本。
3、制造中低核废料贮存容器。
4、领域安防、抗爆工事。
5、各类加固补强工程。
UHPC性能混凝土特点:
1、UHPC强度高,抗冲击性好。
2、UHPC早起强度发挥快,后期强度高。
3、UHPC密实度高、耐久性好。
4、UHPC构件表面光洁。
利用UHPC性能混凝土高抗拉强度、耐腐蚀的性质可以制作输油、输气管道以替代造价较高的大口径厚壁钢管,显著提高管道耐久性、节省成本。