所谓的性能混凝土(ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE),简称UHPC,在国际上是指那种抗压强度在150MPA以上,并且具有韧性、超长耐久性的水泥基复合材料的统称。其中,更具代表性的性能混凝土材料为活性粉末混凝土RPC,早期由法国学者于1993年提出,主要由硅灰、水泥、减水剂、细骨料及钢纤维等材料组成,依照更大密实度原理构建,从而可使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减至更少。
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”。
与传统混凝土“粗、笨、厚、重”等特点不同,UHPC依仗着自己强悍的物理特性,可以将结构度得轻量化,具有强烈的视觉美感。设计师借助其优良的性能完全可以将天马行空的想象落到实处。
UHPC密度大、表面光洁度高、质地细腻有温润如玉之感,普通混凝土在UHPC面前完全是个糙汉子。不仅如此,的低孔隙率也使得UHPC不易被污染,清洁维护工作好做。
在某些情况下,UHPC结构或构件需要同时承担结构性荷载并实现较高的建筑装饰效果,这类应用既需要满足较高的力学性能,进行详细地结构受力分析和计算,满足结构上的和可行性,同时还要求建筑设计与结构设计的充分融合及相互适应,对构件制作过程中的模具制作,浇筑,养护工艺都有较高的要求,以确保满足建筑装饰效果。这类应用可以称之为UHPC装饰与结构一体化应用。
UHPC具有以下优点
一、UHPC的耐污性
UHPC产品的耐污性主要基于两方面原因。一是自身致密的密实度,的孔隙率可以让UHPC产品抵抗污渍、化学腐蚀。氯离子的侵入;二是使用针对UHPC用防护剂,实现表面的憎水性,强化抗污渍能力。
二、UHPC的美观性
UHPC的高密实性与良好的工作性能,使其与模板相接触的表面具有很高的光洁度,外界的有害介质很难侵入到UHPC中去,而且UHPC中的着色剂等组分也不易向外析出,利用这一特点可复制模具的表面和几何图案,把UHPC用作建筑物的外装饰材料。
三、UHPC可塑性
UHPC不同于其他混凝土,可以用于制造各种曲率的异形板和镂空率50%以上的大型面板。同时,由于具有高度的流动性,它能被浇铸成度复杂、多变的造型。除了物理性能优越之外,UHPC几乎可以做出任意造型,从平面到镂空再到曲面等各种异形均可制作,因此备受设计师的青睐。
四、UHPC的优异耐久、耐候性
UHPC产品的微结构是密闭的,这使它具有的耐磨性、抗腐蚀性和抗化学侵蚀性,是一种具有性能的耐久材料。UHPC产品可在严重侵蚀环境条件下使用而不被破坏,如硫酸盐、酸性溶液和海水等,并具有自愈性。
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