UHPC**高性能混凝土是一種**高強(qiáng)、韌性、高耐久性的特種工程材料,在*工程、海洋工程、核工業(yè)、特種保安和防護(hù)工程、以及**工程領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。UHPC材料組分內(nèi)不包含粗骨料,顆粒粒徑一般小于1MM,因高度的致密性而具有**高強(qiáng)度及優(yōu)異的耐久性。研究表明,UHPC抗壓強(qiáng)度可達(dá)200MPA以上,同時(shí)材料耐久性可達(dá)200年以上。經(jīng)試驗(yàn)證明,其抗折強(qiáng)度是普通C50混凝土的3倍,縮變下降50%,經(jīng)歷700次凍融循環(huán)后仍然完好無損,被稱為“**開裂”的混凝土。
一、UHPC基底材料的設(shè)計(jì)原理是什么?
緊密堆積。這是所有致密粉末材料設(shè)計(jì)的基本原理之一。UHPC的高密實(shí)性與良好的工作性能,使其與模板相接觸的表面具有很高的光潔度,外界的有害介質(zhì)很難侵入到UHPC中去,而UHPC中的著色劑等組分也不易向外析出,利用這一特點(diǎn)可把UHPC用作建筑物的外裝飾材料。
二、如何選擇UHPC用纖維?
考慮性價(jià)比,可**選用金屬纖維,其次是非金屬纖維。不同纖維混合使用時(shí),需小心試驗(yàn)后再合理選用。
三、為何不建議UHPC使用大尺寸骨料?
這涉及材料斷裂力學(xué)問題,包括原始裂紋尺寸大小和缺陷密度問題;也涉及材料勻質(zhì)性問題,如大顆粒的空間分布問題;還涉及多孔材料中的問題,除非必要(或構(gòu)件斷面尺寸足夠大),一般不宜采用>5MM的骨料(除非確實(shí)必要,如減縮、降溫、降低成本等)。
四、UHPC適用于哪些場(chǎng)合?
常規(guī)混凝土不能滿足要求的地方!有高抗?jié)B、高抗凍、高抗鹽侵蝕要求的地方;有高抗震、抗爆、抗裂要求的地方,利用UHPC高抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕的性質(zhì)可以制作輸油、輸氣管道以替代造價(jià)較高的大口徑厚壁鋼管,顯著提高管道耐久性、降低成本;**大跨度結(jié)構(gòu)、大型殼結(jié)構(gòu)、曲面結(jié)構(gòu);舊結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)與加固等,UHPC現(xiàn)已用于海洋石油平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)的外保護(hù)層,可大大提高水位變動(dòng)區(qū)的支柱的使用壽命;用于軍事與安保領(lǐng)域,制造抗爆炸、抗沖擊裝置。
五、如何保證UHPC的基本品質(zhì)?
無纖維基底材料的立方體(100MMX100MMX100MM)抗壓強(qiáng)度不**150MPA,抗拉強(qiáng)度不**5MPA,滲透性比C80低兩個(gè)數(shù)量級(jí),且無肉眼可見氣泡;這些也都是入門級(jí)品質(zhì)要求。另外,應(yīng)免除常規(guī)混凝土(包括HPC)的常見劣化問題(包括鋼筋腐蝕、凍融破壞、堿-骨料反應(yīng)和硫酸鹽侵蝕)困擾,這樣的UHPC才配得起真正UHPC的稱號(hào);如果仍受這些劣化現(xiàn)象困擾,那就配不上UHPC的稱呼。
六、UHPC的抗磨和耐火性能也能高出C80很多嗎?
水泥基材料的抗磨性能和抗火性能均需特殊設(shè)計(jì),與材料的抗壓強(qiáng)度或致密性沒有固定關(guān)系。UHPC的抗磨和耐火性能可以設(shè)計(jì)得非常優(yōu)異,但與C80相比,不易實(shí)現(xiàn)數(shù)量級(jí)或幾個(gè)數(shù)量級(jí)程度的提升。
七、UHPC的彈模為何不容易達(dá)到55GPA以上?
材料的彈模本質(zhì)上取決于材料中主要結(jié)合鍵類型。UHPC仍然是水泥基材料,結(jié)合類型沒有發(fā)生本質(zhì)變化,不可能顯著提高。在UHPC中加入高強(qiáng)高硬度骨料,可以提高彈性模量,達(dá)到60-70GPA水平。
八、什么樣的UHPC性價(jià)比較高?
以目前國內(nèi)生產(chǎn)水平看,標(biāo)準(zhǔn)立方抗壓強(qiáng)度在150~200MPA之間,抗拉強(qiáng)度在7~12MPA之間,滲透性**C80兩個(gè)數(shù)量級(jí)的UHPC材料性價(jià)比較高;隨著未來技術(shù)發(fā)展,這些指標(biāo)將會(huì)發(fā)生變化。
九、UHPC較大弱項(xiàng)是什么?
和其它水泥基材料一樣,不耐酸腐蝕(包括硫酸鹽菌的侵蝕,雖然比OPC好很多)。自收縮更大,早期開裂敏感性理論上更強(qiáng)(實(shí)際不一定)。
十、為何要對(duì)UHPC進(jìn)行蒸養(yǎng)?
主要是消除UHPC的后期經(jīng)過水化帶來的不良影響,如收縮開裂、徐變等;另外,可提高UHPC的強(qiáng)度和致密程度。充分蒸養(yǎng)(又稱濕熱養(yǎng)護(hù)、熱養(yǎng)護(hù)、“熱處理”等)能讓常溫下可水化的膠凝材料盡早完成水化,減少后期變化。所以,有條件蒸養(yǎng)的就盡可能蒸養(yǎng),不必一味追求免蒸養(yǎng)技術(shù)。免蒸養(yǎng)并不總意味著**,要因材、因境隨機(jī)應(yīng)變。
詞條
詞條說明
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