UHPC性能混凝土早将其应用到实际中的是桥梁,它简化了施工工序,使结构具有更高安全性能的同时,还降低了后期维护成本,并且全寿命周期的综合成本更普通混凝土桥梁。而后随着人们的建筑审美不断提升,越来越多的开始在外形上追求个性化、艺术化。传统的工艺材料已然无法满足,因此UHPC凭借其的性能,便自然而然地被应用到建筑设计中。下面为大家详细介绍UHPC性能混凝土。
UHPC属于现代材料,了水泥基材料(混凝土或砂浆)与纤维、钢材(钢筋或高强预应力钢筋)的复合模式,大幅度提高了纤维和钢筋在混凝土中的强度利用效率,使水泥基结构材料的全面性能发生了跨越式进步。使用UHPC可以建造轻质高强和高韧性的结构,改变混凝土结构“肥梁胖柱”状态;其结构所拥有的耐久性和工作寿命,远远钢、铝、塑料等其它所有结构材料。
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。
新时代的发展对装饰材料提出了更高的要求,也引发了大家对饰面材料应用的思考。越来越多的新型材料在性能上打破传统材料的局限性,在饰面效果的基础上,使得设计获得更多的可能性。
性能混凝土通常会采用硅酸盐水泥、硅灰、石英粉、细硅砂、减水剂、水、钢或有机纤维等高强度韧性材料为原料。
性能混凝土密度大、表面光洁度高、质地细腻,有温润如玉之感,加上其的物理性能,且可塑性,可以实现更多复杂多变的造型。
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。
性能混凝土广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑、水利工程等领域,能够提供更安全、耐久和可靠的结构。此外,性能混凝土还可以用于制造特殊构件,如梁、板、柱等,具有出色的抗震性能和结构效益。随着技术的不断进步,性能混凝土将在未来的建筑领域发挥更重要的作用。
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。
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