超高性能混凝土(UHPC)它是一种新型建筑材料,具有优异的性能。
第一,组成成分
1.水泥
一般采用优质硅酸盐水泥,它是UHPC的主要凝胶材料,是混凝土强度的基础。水泥水化反应形成凝胶结构,将其它成分粘结在一起。
细骨料(砂)
选择质地坚硬、等级匹配良好的细砂。砂的粒径和等级匹配对UHPC的密实性和工作性有影响。适当的砂可以填充间隙,提高混凝土的致密性。
矿物掺合料
硅灰:是UHPC中的一种重要矿物掺合物。它可以填充水泥颗粒之间的间隙,并与水泥水化产品发生反应,从而进一步提高混凝土的强度和密度。
粉煤灰:可以改善混凝土的工作性,细化孔结构,提高耐久性。
渣粉:有助于提高混凝土的后期强度和抗化学腐蚀能力。
4.减水剂
它是UHPC不可缺少的组成部分。在保证混凝土工作性的前提下,可以大大减少混凝土的用水量,提高其密实性和强度。例如,在UHPC中经常使用萘系减水剂、聚羧酸减水剂等。
纤维(可选)
为提高UHPC的抗裂性、韧性和抗冲击性能,有时还会添加纤维。常用纤维包括钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维。
第二,性能特点
1.超高强度
UHPC的抗压强度可以高达150200MPa甚至更高,远高于普通混凝土。这样就可以用来承受巨大荷载的结构部位,比如高层建筑的柱子,大跨度桥梁的主梁等等。
2.高耐久性
UHPC因其极低的孔隙率和致密的结构而侵蚀化学(例如酸、碱、盐)、冻结循环等具有很强的抵抗力。它的耐久性可以达到数百年,大大降低了结构的维护成本。
良好的工作性能
虽然UHPC的强度很高,但在减水剂的作用下,它仍然具有工作性。常规混凝土可进行泵送、浇筑等施工,并能自密,填充模板与钢筋之间的间隙。
高弹性模量
高弹性模量意味着受力时变形小,能更好地传递应力,与高强度钢筋等材料配合使用时,能充分发挥材料的力学性能。
极好的抗渗性能
低孔隙率使UHPC具有优异的抗渗性能,能有效防止水分、有害气体等渗透,保护结构内的钢筋等材料。
第三,应用领域
1.桥梁工程
UHPC可用于制造主梁、桥墩等关键结构部件,减轻结构自重,提高结构承载力和耐久性,用于大跨度桥梁、跨海大桥等工程。
2.高层建筑
对于高层建筑的柱、核心筒等承受较大荷载的结构部位,可提高建筑物的性能和稳定性。
3.海洋工程
UHPC可用于海洋平台、码头等海洋工程结构,因为它具有优异的抗化学侵蚀性和抗渗性。
4.预制构件
UHPC可以用来制造高性能的预制梁、板、桩等构件,以提高构件的质量和性能,从而提高预制混凝土构件的生产。
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