极高性能混凝土(UHPC)超超耐磨混凝土(STC)各方面有所差异,详细描述:
1、界定与定义
1. 极高性能混凝土(UHPC)
UHPC是一种具有极高强度、极高耐磨性、低孔隙率和出色耐久性的水泥基复合材料。其设计旨在摆脱传统混凝土的局限性,通过优化材料组成,采用先进制备工艺,实现各种性能的显著提升。
UHPC一般采用高活性粉末颗粒(如硅灰、矿渣粉等)、细沙、减水剂等原料,其水胶比极低,一般为0.15 0.25中间。这种低水胶比促进UHPC内部构造更为致密,从而具有较高的强度耐久性。
2. 超超耐磨混凝土(STC)
STC关键强调其韧性极高,在大变形下不会产生延性损害。是指在水泥混凝土前提下,通过添加纤维等增强材料来提高韧性特征的混凝土。
比如,在混凝土中加入适量的钢纤维和聚丙稀纤维是很常见的。这类纤维在混凝土中获得三维错乱遍布支撑系统。当混凝土遭受外力作用时,纤维能有效阻拦裂缝的拓展,进而提升混凝土的韧性。
二、功能特性
1. 强度方面
UHPC:抗压强度极高,抗拉强度可达150 250MPa甚至更高,远高于水泥混凝土和一般高性能混凝土。这是因为它的内部结构高度致密,材料颗粒间的胶结强度很高。
STC:尽管也有一定的强度提升,但其核心优势不是强度,而是韧性。其抗拉强度一般稍高于水泥混凝土或很高,一般为30 在80MPa中间,但通过合理配合比设计和纤维提高,与水泥混凝土对比,其抗拉强度和抗拉强度显著提升,能在一定程度上抵御弯曲和拉伸应力。
2. 韧性方面
UHPC:韧性好,做到峰值应力后仍能保持一定的承载力,表现出一定的延性毁坏特点。这得益于其材料高耐磨性和微观结构的均匀度,进而在应力或弯折环节中吸收更多的能量,减缓裂缝的拓展。
STC:韧性是最明显的特点。因为含有大量纤维增强材料,STC 在拉伸或弯曲时,纤维可以超过空隙并传递荷载,使混凝土在缝隙产生后再次承担较大的变形且不裂开。其极限拉伸应变可达到水泥混凝土的数倍乃至数十倍,可适应较大的变形要求。
3. 耐用度方面
UHPC:具有优良的耐久性,包含抗渗性、抗氯离子吸水性、耐化学腐蚀性等。其低气孔率的构造使外界有害物无法进入混凝土,从而延长了混凝土的使用期。比如,在海洋资源和桥梁结构高耐久性施工中发挥了出色的功效。
STC:因为纤维的添加改善了混凝土的内部结构,使其具有一定的抗裂水准,从而提高混凝土的耐久性。它能在一定程度上抵御外部环境的浸蚀和磨损,但与UHPC对比,其整体耐久性可能稍弱,特别是在一些对防水和耐化学性要求高的恶劣环境中。
三、主要用途
1. UHPC:具备极高强度和耐久性,常用于对结构特点要求高的工程领域,如大跨度桥梁主梁、桥面板、多层建筑柱、梁等承重构件,以及一些需要长期担负恶劣环境功效的海洋技术和水工结构。也适用于制造一些高性能的预制构件,如预制桥梁构件、预制建筑墙板等。
2. STC:因为其良好的韧性和抗裂性能,主要用于地震区建筑框架结构、大跨度结构地板、屋架系统等对抗震性能和抗裂性能要求高的建筑构造。同时,还用于一些工业厂房地面、地面路面等易受冲击和磨损部位,可有效防止混凝土在使用中出现裂缝和损坏。
UHPC 因其极高强度、低孔隙率和出色的耐久性,在大跨度桥梁主梁、高层建筑承重构件和海洋技术上对结构与耐久性要求高的领域中发挥着主导作用; STC 具有优良的韧性和抗裂性能,广泛用于地震区建筑构造、大跨度建筑架系统、工业厂房地面和道路路面,各有特色,在建筑工程中具有不同的重要地位。
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