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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。
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。
单纯的抗压强度往往伴随着“脆性”,并不意味“性能”。UHPC的“力学性能”更主要体现在抗拉强度(单轴抗拉和弯曲抗拉强度)和高韧性,这依靠加入短纤维来实现。早期使用直径0.15~0.4mm、长度6~12mm的平直光圆钢纤维,可将UHPC的抗拉强度提高到30Ma,断裂能达到1,500~40,000 N/m(钢纤维体积含量2%~12%),使UHPC跨入韧性、高韧性材料的行列(断裂能超过1,000J/m2划分为韧性材料)。现在,使用异形,特别是扭转形高强钢纤维,可以进一步提高UHPC的抗拉强度、变形能力、韧性或断裂能。此外,高强高模的聚乙烯醇(PVA)纤维也用于UHPC的增强与增韧;聚乙烯(PP)纤维用于提高UHPC的耐火能力。
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。
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(UHPC)是一种新型的建筑材料,具有的强度、耐久性和耐久性。它由水泥、细砂、细骨料、粉煤灰和化学掺合料等组成,通过特殊的比例和工艺加工而成。性能混凝土具有的抗压强度,超过了传统混凝土的几倍。它还具有的抗渗透性、抗冻融性和耐化学腐蚀性,适用于各种高要求的建筑结构和工程。
性能混凝土与普通混凝土、混凝土不同之处在于:不使用粗骨料,使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维),水泥用量较大,水胶比很低。性能混凝土的组成见表2。
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