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超高性能纖維增強混凝土

發布日期:2022-03-07 11:14  瀏覽次數:

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超高性能混凝土(Ultra-Highperformanceconcerete,簡稱UHPC),因為一般需要摻入短切鋼纖維或聚合物纖維,也稱為超高性能纖維增強混凝土(Ultra-Highperformanceforencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencencen

UHPC

●是一種水泥基復合材料,形成材料顆粒的級配;

●水膠比小于0.25,微細短鋼纖維增強材料比例較高;

●抗壓強度不低于150mpa;具有拉伸韌性,開裂后抗拉強度不低于5mpa(法國要求7mpa);

●與傳統混凝土和高性能混凝土(HPC)相比,內部具有不連通孔結構,抗氣性高,液體浸入能力強。

超高性能混凝土的設計理論是堆積密度理論(densifiedparticlepacking),其組成材料的不同粒徑顆粒以比例形成緊密的堆積,即毫米顆粒(骨料)堆積的間隙由微米顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充,微米顆粒堆積的間隙由亞微米顆粒(硅灰)填充。早在1931年,Andressen就建立了堆積密度理論的數學模型。然而,直到20世紀70年代末,在減水劑技術和產品性能大大提高的基礎上,代采用該模型設計制備的超高性能混凝土才誕生于丹麥奧爾堡。

CRC與目前的UHPC具有基本相同的機械性能,抗壓強度超過400MPa,采用燒結鋁土礦作為骨料,同時采用鋼纖維提高材料的韌性,因此被稱為復合材料。受當時減水劑性能的限制,CRC或早期UHPC相對粘性,振動困難,不方便現澆應用。20世紀90年代,歐洲開展了合作研究項目,并在世界各地開展了相關研究。該材料獲得了活性粉末混凝土,簡稱RPC的新名稱。超高性能混凝土UHPC的名稱形成于本世紀,因為與早期的CRC或RPC相比,隨著設計理論的改進,超減水劑(聚羧酸系統)的出現和制備技術的**,該材料具有普通混凝土的施工性能,甚至可以實現自密性,可以在室溫下維護,具備廣泛應用的條件。

UHPC不同于普通混凝土或高性能混凝土,包括硅灰和纖維(鋼纖維或復合有機纖維),不使用粗骨料。水泥用量大,水膠比低。UHPC的組成見表2。

表2:超高性能混凝土UHPC(鋼纖維)基本組成。

UHPC是耐久性的工程材料。適當加固的UHPC機械性能接近鋼結構。同時,UHPC具有**的耐磨性和耐爆性。因此,UHPC特別適用于大跨徑橋梁、防爆結構(軍事工程、銀行金庫等)和薄壁結構,以及高磨損、高腐蝕環境。目前,UHPC已應用于大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁(見表3)、薄壁筒倉、核廢料罐、鋼索錨固加固板、自動取款機保護殼等一些實際工程中。可以預測,將會有越來越多的應用。


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