UHPC超高性能混凝土簡(jiǎn)介

      超高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱UHPC）是近三十年內(nèi)發(fā)展起來(lái)的一種新型水泥基復(fù)合材料，具有超高的力學(xué)性能和耐久性，并兼具良好的韌性、黏結(jié)性能和抗沖擊、抗疲勞性能。近年來(lái)，隨著UHPC制備技術(shù)的不斷成熟，其性能的優(yōu)越性逐步被大眾認(rèn)知，UHPC成為混凝土領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，廣泛用于結(jié)構(gòu)、裝飾、加固、快修、鋪裝、接縫填注等。

      一、UHPC概述

      UHPC是具有超高強(qiáng)度，超低吸水率，超強(qiáng)耐久性和耐侵蝕性能的特殊混凝土。目前在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域（區(qū)別于結(jié)構(gòu)領(lǐng)域）使用的UHPC的抗壓強(qiáng)度大于120MPa，抗折強(qiáng)度大于25MPa。雖然UHPC可以達(dá)到很高的抗壓強(qiáng)度，但對(duì)于纖薄建筑構(gòu)件，主要利用的是UHPC的抗折強(qiáng)度。在實(shí)際應(yīng)用中，UHPC基體的超高強(qiáng)度通過(guò)小摻量的耐聚乙烯醇纖維或鋼纖維進(jìn)一步得到增強(qiáng)和增韌。

      二、UHPC基本配置原理

      通過(guò)提高組織成分的細(xì)度與活性，不使用粗骨料，使材料內(nèi)部的孔隙與微裂縫減到最少，以獲得超高強(qiáng)度與高耐久性。使用更高數(shù)量級(jí)的原材料，如水、砂、水泥、硅灰、纖維、外加劑，通過(guò)微觀連續(xù)級(jí)配技術(shù)，超高效減水劑和纖維，充分發(fā)揮超細(xì)顆粒和經(jīng)仔細(xì)選擇顆粒的化學(xué)和幾何特性，并使這些顆粒通過(guò)正確的攪拌，澆筑和養(yǎng)護(hù)以達(dá)到基體的緊密堆積和超強(qiáng)的分子結(jié)合力。

      三、UHPC的物理特性

      抗壓強(qiáng)度≥120MPa；

      纖維增強(qiáng)，提高韌性，抗折強(qiáng)度≥25MPa；

      極低的水灰比→高密度→低孔隙率→微觀結(jié)構(gòu)致密；

      極佳的耐久性·極低的吸水率；

      極佳的抵抗氯化物侵入的性能；

      極高的凍融循環(huán)性能；

      抵抗硫化物或酸腐蝕的性能極佳；

      也稱活性粉未混凝土（Reactive Powder Concrete-RPC）。

      四、UHPC的應(yīng)用特性

      力學(xué)性能 —— 超高的抗壓、抗彎強(qiáng)度；

      高耐久性 —— 不連通空隙率低于2%，可抵抗極強(qiáng)的化學(xué)腐蝕；

      美觀性佳 —— 精確復(fù)制模具的表面和幾何圖案，質(zhì)感細(xì)膩，堪比藝術(shù)品；

      可塑性好 —— 可實(shí)現(xiàn)任意曲面、鏤空造形，是實(shí)現(xiàn)建筑美學(xué)的最理想材料；

      自清潔性 —— 材質(zhì)密實(shí)，有極強(qiáng)的憎水和防污漬能力，使其具有自潔能力。

      可持續(xù)性 —— 獨(dú)特的結(jié)構(gòu)能夠解決環(huán)保問(wèn)題和降低生命周期成本，如降低建筑成本、模具成本、勞動(dòng)力成本和維修成本等，提高建筑場(chǎng)地的安全性，建造速度和建筑生命周期。

      五、UHPC優(yōu)點(diǎn)

      1、抗壓性能。通過(guò)提高組分的細(xì)度與活性，不使用粗骨料，使材料內(nèi)部的缺陷（孔隙與微裂縫）減到最少，以獲得超高強(qiáng)度與高耐久性。UHPC產(chǎn)品的強(qiáng)度比傳統(tǒng)混凝土高6～8倍。壓縮試驗(yàn)結(jié)果表明，在達(dá)到最大應(yīng)力前材料性能表現(xiàn)為線性，在此階段材料沒(méi)有任何損傷。

      2、抗彎性能。摻入2%金屬纖維，使每方混凝土含五千萬(wàn)根纖維，纖維具有吸收變形的能力。當(dāng)材料彎曲開(kāi)裂時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出優(yōu)異的延展性，應(yīng)力區(qū)域出現(xiàn)很多裂縫但不至于整體斷裂。

      3、耐久性。UHPC產(chǎn)品的微結(jié)構(gòu)是密閉的，這使它具有優(yōu)秀的耐磨性、抗腐蝕性和抗化學(xué)侵蝕性，是一種具有超高性能的耐久材料。UHPC產(chǎn)品可在嚴(yán)重侵蝕環(huán)境條件下使用而不被破壞，如硫酸鹽、酸性溶液和海水等，并具有自愈性。

      4、美觀性。UHPC的高密實(shí)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，而且UHPC中的著色劑等組分也不易向外析出，利用這一特點(diǎn)可精確復(fù)制模具的表面和幾何圖案，把UHPC用作建筑物的外裝飾材料。

      5、可塑性。不同于其他混凝土，UHPC產(chǎn)品可以用于制造各種曲率的異形板和鏤空率50%以上的大型面板。UHPC產(chǎn)品還能將光影元素融入到設(shè)計(jì)中，這是其他鋼板、激光切割解決方案所不可能實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，由于具有高度的流動(dòng)性，它能被澆鑄成極度復(fù)雜、多變的造型。

      6、自潔性。UHPC產(chǎn)品的自清潔性主要基于兩方面原因。一是自身致密的密實(shí)度，超低的孔隙率可以讓UHPC產(chǎn)品抵抗化學(xué)腐蝕、氯離子的侵入；二是使用針對(duì)UHPC的專(zhuān)用防護(hù)劑后，實(shí)現(xiàn)表面的憎水性和防污漬能力。

      六、UHPC平板的安裝節(jié)點(diǎn)

      對(duì)于常規(guī)尺寸的平板，建議采用背栓式干掛安裝：在板澆筑制作時(shí)預(yù)植套筒和螺桿，用來(lái)固定掛件，再借助龍骨和埋件與主體結(jié)構(gòu)相連；對(duì)于板塊尺寸較大的平板或異形板，建議在背面附著鋼架，由背負(fù)鋼架抵抗彎矩，且便于安裝和運(yùn)輸。

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