UHPC从提出到现在已有近30年的历史,在理论研究和工程应用方面都**了一定的突破和进展。伴随着UHPC的开发和应用,混凝土技术将面临一场深刻而广泛的变革。它提出了混凝土结构连同混凝土材料及其配合比的设计从以强度为主向以耐久性(或以所要求性能)为主的转变。转变已经开始,但远没有完成。在各种因素的单作用和综合作用之下的混凝土耐久性以及各种所要求性能,从微观到宏观的研究,从定性到定量的发展,仍有大量复杂且细致的工作待开展。可以预见,UHPC在未来相当长的一段时间内会有广阔的应用前景。
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**纤维等,主要是作为增强、增韧和抗裂材料。
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构件的应用及安装:
得益于UHPC优异的材料属性,能够制作大幅规格、高镂空及大异形的预制构件及板材,UHPC结构与装饰一体化主要应用场景为对建筑造型和表观质量要求较高的纤薄轻巧结构或构件,现阶段主要包括:桥梁、屋面、阳台和楼梯等,未来可望拓展至更多的应用领域。
应用在建筑立面的UHPC装饰挂板,在工厂内预制成型,浇筑、预埋等在厂内完成,现场*二次焊接、钻孔等,常规采用干挂式幕墙的方式进行安装。
UHPC自身优异的力学性能决定了它在稳定性方面的优势,而且浇筑时预埋套筒的连接方式,让UHPC与背栓一体成型,整体性较高。亦可根据项目设计的特点与实际情况,采用特别的安装方式。
UHPC的基本特点
1、化学稳定性和抗侵蚀力:UHPC产品没有内部恶化过程(延迟钙矾石、碳硫硅钙石、碱骨料反应、未水化熟料膨胀等),表现出对酸性介质的高抵抗力,可以暴露在各种侵蚀环境下(硫酸盐、硝酸盐、海水等)。使用寿命高过。
2、高耐久性:能够耐受各种有害物质渗透到基体内部,同时具有自愈能力,防水效果好。
3、高强、*、抗暴、抗冰雹,UHPC的性能轻质高强,在*另加钢筋支撑时可以实现较薄界面、较长跨距、轻雅,较具创新性。
4、美观性:造型随意,可以内掺丰富的颜色、用模具实现多样质地,具有良好的表现效果。
5、延展性:水泥基材与金属纤维和**纤维的结合实现了抗压强度和抗压强度和抗折强度的**平衡。
6、可持续性:UHPC能够降低建筑成本、模具成本、劳动力成本和维修成本等,提高场地的性,建造速度和建筑生命周期。
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