性能混凝土(Ultra-HighPerformance Concrete,简称UHPC),因为一般需掺入钢纤维或高强聚合物纤维,也被称作性能纤维增强混凝土。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“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。
UHPC在上世纪七十年代末起源于丹麦,八、九十年代在欧洲进行了比较系统深入的研究,并开始在小型工程和制品上应用。进入本世纪,在欧美、日韩等许多均将UHPC作为新型、未来的或战略性工程材料进行研究与发展,法国和日本了设计指南。目前,UHPC的配制、生产、施工和预制技术已经趋于成熟,结构性能与设计规范正处于发展完善过程,工程结构与制品的应用不断新进展,定期举办UHPC/UHPFRC研讨会进行学术交流。
上世纪七十年代初的一些试验研究证实,提高水泥净浆的密实度,可以有效提高强度。丹麦学者H.H. Bache教授发展的DSP(Densified System with Ultra-Fine Particles)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,实现颗粒堆积致密化。借助减水剂的分散作用,硅灰颗粒填充占据了水泥颗粒间的空隙即大量原本是水填充的空间,从而大幅度减小固体颗粒堆积的空隙率以及浆体的需水量,DSP体系可以使水胶比降低到0.10~0.20的低水平。使用高强骨料,DSP基体混凝土的抗压强度可以达到280MPa,但脆性非常大;同时使用钢纤维增强增韧(即UHPC),抗压强度可达到400MPa(常温养护)。更进一步,法国使用高压成型和高温高压(压蒸)养护的活性粉末混凝土(RPC),高抗压强度达到了800MPa。
性能混凝土(简称UHPC),是指一种具有力学性能、高韧性、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,采用紧密积和纤维增强技术配制而成。
任性能混凝土高抗压抗弯折(可做悬空屋面)、低收缩、背栓抗拔性能高,同时总重量轻,强度高,无需另加结构支撑,可做大规模板。具有的韧性,实现了抗压强度和抗折强度的有效平衡。
具有较强的防火、抗爆和抗冲击能力,UHPC可广泛用于军事工程、银行金库等薄壁工程,适当配筋和钢结构性能相当。
UHPC的材料应用范围十分的广泛,主要涵盖建筑领域、景观领域、桥梁建造、市政管道、道路、铁路行业、特殊环境等。
具有较强的可持续性,UHPC能够降低建筑能耗,实现安全文明施工,提高建造速度和缩短建筑周期。
性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC),也称作活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC),可实现工程材料性能的大跨越。性能混凝土”包含两个方面‘’——的耐久性和的力学性能
目前,性能混凝土已经在实际工程中得到应用,如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳等。可以预计,未来性能混凝土会有越来越多的应用。图1为性能混凝土构件及试验。