UHPC 性能混凝土是一種強、性、高耐久性的工程材料,在工程、海洋工程、核工業(yè)、特種保安和防護工程、以及市政工程領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。經(jīng)試驗證明,其抗折強度是普通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。
產(chǎn)品特點 Product characteristics
1.UHPC現(xiàn)已用于海洋石油平臺的鋼結(jié)構(gòu)的外保護層,可大大 提高水位變動區(qū)的支柱的使用壽命。
2.UHPC的早期度發(fā)展快,后期度,用于補強和修補工程中可替代鋼材和昂貴的有機聚合物,既可保持混凝土體系的整體性,還可降低成本。
3.UHPC強度高,抗沖擊性能好,可用于工程的防護結(jié)構(gòu),也可用于需要高承載力的特殊結(jié)構(gòu)。
4.UHPC的高密實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,利用這一特點可把 UHPC 用作建筑物的外裝飾材料。

UHPC性能指標 Performance
項目 依據(jù) 性能指標
抗壓強度( MPa ) 試件尺寸40×40×160( mm ) ≥150
試件尺寸100×100×160( mm ) ≥120
抗拉強度( MPa ) ≥9
彈性段抗拉強度( MPa ) ≥7
極限抗拉強度( MPa ) ≥8
極限拉伸應(yīng)變(%) ≥0.2
極限抗拉強度/彈性段抗拉強度 ≥1.1
抗彎拉強度( MPa ) ≥22
初始坍落擴展度( mm ) ≥700
1h坍落擴展度( mm ) ≥650

備注:每立方原材料重量(不含拌合水)為2250kg
性能指標可根據(jù)客戶需求進行定制


施工工藝
Construction proceS5

1.配合比
粉料:鋼纖維:水=100:10—30:10
2.攪拌
投入粉料到攪拌機,加水攪拌3~4分鐘(物料達到膠
體狀態(tài)),加入鋼纖維繼續(xù)攪拌(當鋼纖維用量較大
時,通常不超過3%,可以逐漸或分次加入),待鋼纖維分散后均勻后進行澆筑,并振動成形,后進行養(yǎng)護。

包裝貯存 Packaqinq and storage
采用牛皮紙袋包裝,50kg/袋。

UHPC性能混凝土的設(shè)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(shù)學模型。然而，直到上世紀七十年代末，在減水劑技術(shù)與產(chǎn)品性能大幅度提高的基礎(chǔ)上，采用該模型設(shè)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(jié)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(xiàn)澆應(yīng)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(guān)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(shè)計理論的完善、效減水劑(聚羧酸系)問世和配制技術(shù)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(xiàn)自密實，可以常溫養(yǎng)護，已經(jīng)具備廣泛應(yīng)用的條件。

UHPC堪稱耐久性好的工程材料，適當配筋的UHPC力學性能接近剛結(jié)構(gòu)，同時UHPC具有優(yōu)良的耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特別適合用于大跨徑橋梁、抗爆結(jié)構(gòu)(軍事工程、銀行金庫等)和薄壁結(jié)構(gòu)，以及用在高磨蝕、高腐蝕環(huán)境。目前，UHPC已經(jīng)在一些實際工程中應(yīng)用，如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁(實例見表3)、薄壁筒倉、核廢料罐、鋼索錨固加強板、ATM機保護殼，等等。可以預計，還會有越來越多的應(yīng)用。
UHPC高耐久性：
在凍融循環(huán)、海洋環(huán)境、硫鋁酸鹽侵蝕、弱酸侵蝕和碳化下，能夠耐受各種有害物質(zhì)滲透到基體內(nèi)部，同時具有自愈能力，防水效果非常好。
美觀性：
能夠?qū)崿F(xiàn)許多設(shè)計者的夢想，實現(xiàn)建筑的優(yōu)雅造型和豐富的顏色質(zhì)地和效果。
延展性：水泥基材料與金屬纖維和有機纖維的結(jié)合實現(xiàn)了抗壓強度和抗折強度的有機平衡。
UHPC的"三高"
性能混凝土主要以“”三高”著稱：強度高、耐久性高、工作性高。
『強度高』
上文已經(jīng)提過UHPC高抗壓強度可以達到810Mpa，因為每個國家的工藝水平有較大差異，對UHPC低也要求抗壓達到150Mpa以上， 抗剪力達到25Mpa以上，且高隔熱、高防水，質(zhì)地細膩，基本可以隔絕一切有害介質(zhì)。可謂是 擎天白玉柱，架海紫金梁，立扛起一片天。
『耐久性高』
傳統(tǒng)混凝土不可避免得，自身具有很多的縫隙。在高溫或低溫、陰雨連綿或是艷陽高照的情況下縫隙便會進一步放大使用壽命低，而UHPC自身基本沒有任何縫隙，即使受外力影響產(chǎn)生細微的縫隙，UHPC還具有神奇的自愈能力。
UHPC 早多應(yīng)用于橋梁建設(shè)，以此來減少結(jié)構(gòu)的自重，提升結(jié)構(gòu)的使用壽命和耐久性。使用壽命可以達到100年以上。
『工作性高』
與傳統(tǒng)混凝土“粗、笨、厚、重”等特點不同，UHPC依仗著自己強悍的物理特性，可以將結(jié)構(gòu)極度得輕量化，具有強烈的視覺美感。設(shè)計師借助其優(yōu)良的性能完全可以將天馬行空的想象落到實處。
UHPC密度大、表面光潔度高、質(zhì)地細膩有溫潤如玉之感，普通混凝土在UHPC面前完全是個糙漢子。不僅如此，低的低孔隙率也使得UHPC不易被污染，清潔維護工作好做。