UHPC名称是性能混凝土。其“”主要体现在两个方面:具有的耐久性和的力学性能(抗压、抗拉以及高韧性)。它的应用范围非常广泛,从结构到建筑幕墙、市政工程和遮阳、景观建筑等。
既然UHPC是性能混凝土,那它的性能究竟可以达到多高?以混凝土主要的抗压性能来看,普通混凝土的抗压强度差不多在15Mpa-30Mpa(每平方米可受力20-30吨),而我们日常生活中硬度很高的生铁,抗压强度一般在200Mpa (每平方可受力200吨),据说UHPC抗压强度却可以达到810Mpa(每平方米可受力810吨)。可以说普通混凝土在UHPC面前都是“战五渣”。
为什么选择UHPC
与普通混凝土相比,UHPC抗压强度是其3-6倍,抗折强度是其10倍,耐久性是标准指标的100倍,且具有优异的抗拉性能,体现韧性,能够为世界范围内的工程难题提供解决方案。
与GRC相比,除了抗压强度的差异之外,杨氏模量是其2倍以上。杨氏模量越大,越不容易发生变形,产品可以做得更薄,且需要更少的钢架支撑。除了物理性能十分优越之外,UHPC几乎可以做出任意造型,从平面到镂空(镂空率可达70%)再到曲面等各种异型均制作,能随意发挥设计师百变创意,而且可以表现不同材料质感,让建筑体现出不同文化底蕴。
一般来说,UHPC如果想达到比较高的强度,便需要一定的高温高压热养护作为必要条件,另一方面钢纤维在搅拌过程中容易结团,需要大型的搅拌设备。而这些对于现场浇筑的施工条件来说基本很难达到。这也导致了UHPC大多是需要在工厂提前制备完成的预制件。
UHPC构件与其他混凝土相比,在原材料选择方面有很大不同。主要表现为以下几个方面:
1、胶凝材料方面:UHPC水胶比很低,一般在0.14-0.27之间,水泥用量较大,一般在700-1010Kg/m3左右;使用颗粒粒径较小。传统减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要,而聚羧酸减水剂作为备受关注的新一代高性能减水剂,使水胶比的获得成为了现实。
2、骨料方面:UHPC不使用粗骨料,同时在细骨料方面选取与浆体力学性质相近的石英砂。这样,没有粗骨料的骨架限制作用,可以大幅度减少由于收缩导致的浆体与骨料界面间的孔隙及微裂缝。
3、外加剂方面:UHPC能获得的水胶比及孔隙率,离不开混凝土外加剂技术的支持。传统减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要,而聚羧酸减水剂作为备受关注的新一代高性能减水剂,使水胶比的获得成为了现实。
除了以上几个方面外,UHPC在配制过程中还必须要加入纤维,如钢纤维或复合有机纤维等,主要是作为增强、增韧和抗裂材料。
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