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UHPC性能混凝土 |
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UHPC性能混凝土的設計理論是大堆積密度理論(densified particle packing)，其組成材料不同粒徑顆粒以佳比例形成緊密堆積，即毫米級顆粒(骨料)堆積的間隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充，微米級顆粒堆積的間隙由亞微米級顆粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了大堆積密度理論的數學模型。然而，直到上世紀七十年代末，在減水劑技術與產品性能大幅度提高的基礎上，采用該模型設計配制的代性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet(水泥與混凝土試驗室)誕生，稱作CRC(Compact Reinforced Composite，密實增強復合材料)。CRC與目前的UHPC達到基本相同的力學性能，高抗壓強度超過400MPa，使用燒結鋁礬土作骨料，同時使用鋼纖維提高材料的韌性，所以稱作"復合材料"。受到當時減水劑性能的限制，CRC或早期UHPC比較粘滯，振搗密實較困難，還不便于現澆應用。上世紀九十年代，歐洲開展了合作研究項目，世界各地也廣泛開展相關研究，這種材料獲得一個新名稱"活性粉末混凝土，簡稱RPC"。"性能混凝土UHPC"的名稱形成于本世紀，因為與早期的CRC或RPC相比，隨著設計理論的完善、效減水劑(聚羧酸系)問世和配制技術的進步，這種材料已具備了普通混凝土的施工性能，甚至可以實現自密實，可以常溫養護，已經具備廣泛應用的條件。
UHPC性能混凝土據了解，目前混凝土強度等級常溫養護有C200，高溫養護高強度達到C800（也就是抗壓強度達到800MPa），稱作性能混凝土(UHPC)或活性粉末混凝土(RPC)。
不過，C800、C400都是試驗室試塊的抗壓強度紀錄。真正實際應用的性能混凝土，強度范圍在150~250MPa，也就是C150，C250。國內也能做到這個強度水平，但還沒有廣泛應用。
UHPC為何如此強悍
傳統混凝土一般是由水泥、摻合料、砂石、水等成分按一定比例進行配制，經過攪拌和在一定的養護之后便形成以骨料（砂石）和水泥漿為主的水泥基復合材料。 但傳統混凝土的骨料與水泥漿在物理和力學性能上，有較大的差異，主要受以下三個方面的制約：
水泥漿含水在高溫或低溫熱脹冷縮的作用先，骨料和水泥漿之間天然便會產生縫隙。
第二以砂石為主的骨料硬度不高且體積較大在外力的用下會使縫隙進一步放大，一般來說骨料的體積越大裂縫越大。
第三傳統混凝土在攪拌過程粗糙，使得起支撐作用的骨料在水泥漿的分布并沒有很均勻且孔隙率比較高，大大降低混凝土的抗壓能力。
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