?????
所謂的超高性能混凝土(UHPC),簡稱UHPC,是指水泥基復合材料的總稱,其抗壓強度高于150Mpa,具有超高韌性和超長耐久性。其中,代表性的超高性能混凝土材料是反應性粉末混凝土(RPC),它是法國學者于1993年**提出的。它主要由硅粉,水泥,減水劑,細骨料和鋼纖維組成,根據密度原理構造材料成分,可以程度地減少材料內部的缺陷(孔和微裂紋)。
UHPC材料成分不包含粗骨料,并且粒徑通常小于1mm。由于密度高,因此具有超高強度和**的耐久性。研究表明,UHPC的抗壓強度可以達到200MPa以上,材料的耐久性可以達到200年以上。此外,由于分散在UHPC中的細鋼纖維可以大大減緩材料內部微裂紋的擴展,因此該材料具有超高的韌性和延展性。
下圖顯示了具有相同彎曲強度的不同材料的尺寸比較。
UHPC與普通混凝土的抗彎強度比較
1. UHPC基板材料的設計原理是什么?
緊密包裝。這是所有致密粉末材料設計的基本原理之一。
2.如何為UHPC選擇光纖?
考慮到成本性能,可以**金屬纖維,其次是非金屬纖維。當組合使用不同的纖維時,在合理選擇之前需要仔細測試。
3.為什么不建議UHPC使用大型骨料?
這涉及到材料斷裂力學問題,包括原始裂紋尺寸和缺陷密度問題。它還涉及材料同質性問題,例如大顆粒的空間分布;它還涉及多孔材料中的傳質問題。除非有必要(或者組件的截面尺寸足夠大),否則通常不建議使用大于5mm的集料(除非確實有必要,例如減少尺寸,降低溫度,降低成本等)!
4. UHPC適合什么場合?
常規混凝土不能滿足要求的地方!具有高抗滲性,高抗凍性和高耐鹽腐蝕性的地方;具有較高抗震性,防爆性和抗裂性要求的地方;超大跨度結構,大型殼體結構,彎曲結構;修理和加固舊結構等。
5.如何**UHPC的基本質量?
無纖維基體(100mm×100mm×100mm)的抗壓強度不小于150MPa,抗拉強度不小于5MPa,磁導率比C80低兩個數量級,無可見氣泡。這些也是入門級質量要求。此外,應避免常規混凝土(包括HPC)的常見劣化問題(包括鋼腐蝕,凍融破壞,堿集料反應和鹽侵蝕),這樣UHPC才有資格成為真正的UHPC;這些降級現象很麻煩,因此不值得使用UHPC名稱。
6. UHPC的抗磨損和耐火性能是否能比C80高得多?
水泥基材料的耐磨性和耐火性均需要特殊設計,并且與材料的抗壓強度或致密性沒有固定關系。 UHPC的抗磨損和耐火性能可以設計得非常**,但是與C80相比,要達到幾個數量級或幾個數量級的改進并不容易。
7.為什么UHPC的彈性模量達到55GPa以上不容易?
材料的彈性模量主要取決于材料中的主鍵類型。 UHPC仍然是水泥基材料,鍵合類型沒有發生本質變化,并且不可能顯著改善。向UHPC添加高強度和高硬度的骨料可以將彈性模量提高到60-70GPa。
8.哪種UHPC更劃算?
根據目前的國內生產水平,標準立方抗壓強度在150至200 MPa之間,抗拉強度在7至12 MPa之間,UHPC的滲透率比C80低兩個數量級。它更具成本效益;隨著未來技術的發展,這些指標將發生變化。
9. UHPC的弱點是什么?
與其他水泥基材料一樣,它不耐酸腐蝕(包括鹽細菌,盡管它比OPC更好)。自生收縮更大,理論上早期開裂敏感性更強(在實踐中不一定)。
10. UHPC為什么要蒸?
這主要是為了UHPC隨時間推移水化的不利影響,例如收縮開裂,蠕變等。另外,它可以提高UHPC的強度和密度。**蒸汽固化(也稱為濕熱固化,熱固化,“熱處理”等)可以使可以在室溫下水合的膠凝材料盡快水合,從而減少以后的時間變化期。因此,在條件允許的情況下,應盡可能進行蒸汽培養,而不必盲目追求無蒸汽技術。不汽蒸并不總是意味著**。這取決于材料和環境。