超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),又称反应性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是近30年来创新的水泥基工程材料,成就了伟大的工程材料表现。跨度。 UHPC是一种超高强度、高韧性、低孔隙率的水泥基材料。其基本配方原理是:通过提高组分的细度和活性,不使用粗骨料,限度地减少材料内部缺陷(气孔和微裂纹),获得超高强度和高耐久性。
所谓超高性能混凝土(UHPC),简称UHPC,是指抗压强度在150Mpa以上,具有超高韧性和超长耐久性的水泥基复合材料的总称。其中,比较有代表性的超高性能混凝土材料是反应性粉末混凝土(RPC),它于1993年由法国学者**提出。它主要由硅粉、水泥、减水剂、细骨料和钢纤维组成,等。材料成分按照密度较大的原则构造,可以将材料的内部缺陷(气孔和微裂纹)减少到更少。
UHPC材料成分不含粗骨料,粒径一般小于1mm。由于密度高,所以具有超高的强度和**的耐久性。研究表明,UHPC的抗压强度可达200MPa以上,材料的耐久性可达200年以上。此外,由于分散在UHPC中的细钢纤维可以大大减缓材料内部微裂纹的扩展,使材料表现出超高的韧性和延展性。
下图为相同抗弯强度不同材料的尺寸对比。
UHPC与普通混凝土抗弯强度对比
1、UHPC基板材料的设计原理是什么?
紧密包装。这是所有致密粉末材料设计的基本原则之一。
2、UHPC如何选择光纤?
考虑到性价比,可以优先选择金属纤维,其次是非金属纤维。当不同的纤维组合使用时,在合理选择之前需要仔细测试。
3. UHPC为什么不**使用大尺寸骨料?
这涉及到材料断裂力学问题,包括原始裂纹尺寸和缺陷密度问题;它还涉及材料同质性问题,例如大颗粒的空间分布;它还涉及多孔材料中的传质问题。除非有必要(或构件截面尺寸足够大),一般不建议使用>5mm的骨料(除非确实有必要,如减量、降温、降低成本等)!
4、UHPC适用于哪些场合?
常规混凝土达不到要求的地方!高抗渗性、高抗冻性、高抗盐腐蚀性要求的场所;抗震、防爆、抗裂要求高的场所;超大跨度结构、大壳结构、曲线结构;旧结构的修复和加固等...
5、如何**UHPC的基本质量?
无纤维基材的立方体(100mmx100mmx100mm)抗压强度不低于150MPa,抗拉强度不低于5MPa,渗透率比C80低两个数量级,无可见气泡;这些也是入门级的质量要求。此外,应免除常规混凝土(包括HPC)常见的劣化问题(包括钢筋腐蚀、冻融破坏、碱集料反应和盐侵蚀),使UHPC无愧于真正的UHPC;这些退化现象令人困扰,不愧是UHPC。
6、UHPC的抗磨耐火性能能比C80高很多吗?
水泥基材料的耐磨性和耐火性都需要特殊设计,与材料的抗压强度或密实度没有固定的关系。 UHPC的抗磨损和防火性能可以设计得非常**,但与C80相比,实现几个数量级或几个数量级的提升并不容易。
7、为什么UHPC的弹性模量不容易达到55GPa以上?
材料的弹性模量主要取决于材料中主键的类型。 UHPC仍然是水泥基材料,粘结的粘结类型没有发生本质的变化,不能有明显的改善。在UHPC中加入高强度高硬度骨料,可使弹性模量提高到60-70GPa的水平。
8、什么样的UHPC性价比更高?
按照目前国内生产水平,标准立方抗压强度在150~200MPa之间,抗拉强度在7~12MPa之间,UHPC的渗透率比C80低两个数量级。性价比更高;随着未来技术的发展,这些指标会发生变化。
9. UHPC 的主要弱点是什么?
与其他水泥基材料一样,它不耐酸腐蚀(包括盐细菌,虽然它比 OPC 好得多)。自收缩更大,早期开裂敏感性在理论上更强(在实践中不一定)。
10、为什么需要蒸UHPC?
主要是UHPC后期水化随时间推移产生的不良影响,如收缩开裂、蠕变等;此外,它还可以提高UHPC的强度和密度。全蒸汽固化(又称湿热固化、热固化、“热处理”等)可使常温下可水化的胶凝材料尽快完成水化,减少后期随时间的变化时期。所以,有条件的尽量多做蒸汽栽培,不要一味追求无蒸汽栽培技术。不蒸并不总是意味着**,它必须适应材料和环境。
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