超高性能混凝土UC120是一种新型水泥基复合材料,属于超高性能混凝土(UHPC)的范畴,其相关:
定义与强度标准
根据《超高性能混凝土》GB/T 31387 - 2025意见稿,超高性能混凝土以水泥和矿物掺合料等为胶凝材料,配合骨料、外加剂、高强度微细钢纤维和/或非金属纤维、水等原料生产。UC120是指其立方体抗压强度标准值为120MPa的UHPC,该标准中还规定了其抗折强度标准值为12MPa,弹性模量为17GPa。
特点
高强:抗压强度标准值达到120MPa,远高于传统混凝土,能承受巨大的荷载,适用于对强度要求极高的结构。
高韧性:具备良好的韧性和断裂性,可承受较大变形而不发生断裂,在受到冲击和振动时,能有效抵抗裂缝的产生和扩展,提高结构的抗震性。
高耐久性:拥有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性,能抵抗环境侵蚀和化学腐蚀,可在恶劣环境条件下长期使用,大大延长结构的使用寿命。
低自重:结构自重约为传统钢筋混凝土的1/3或1/2,降低了静载荷,有利于建筑结构的生产,减少基础的承载压力。
耐磨性能高:耐磨性能良好,适合用于高磨环境,减少因磨损而导致的结构损坏。
工作性好:具有良好的流动性和可塑性,易于浇注和成型,能满足结构施工的复杂形状和特殊要求,同时在施工过程中不易出现离析、泌水等问题,保证了施工质量的稳定性。
应用领域
海洋结构修复:UC120超高能混凝土喷涂施工技术,解决了潮汐区钢筋混凝土结构修复窗口短、异形结构复杂、顶板支模工艺不耐用等问题,提高了滨海结构修复施工效率和使用寿命。
建筑结构:利用其高强度,可以降低承重结构规格,获得更多的使用空间。例如建造更长跨度和更大净空的桥梁;减少多层建筑中柱子的横截面尺寸,增加使用面积。
输油输气管道:凭借高抗压强度和耐腐蚀性,可作为输油输气管道,替代成本较高的大直径厚壁钢管,显著提高管道的耐久性并控制成本。
中低放射核废料储存容器:利用其高抗渗性,可制造中低放射核废料储存容器,确保核废料的储存。
国防和产业:用于制造抗爆、抗冲击设备,满足特殊领域的防护需求。
现场维修与工程加固:可用于对现有结构进行维修和加固,提高结构的承载能力和耐久性。
制备工艺
原料选择
胶凝材料:应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥和强度等级不低于42.5的白色硅酸盐水泥,水泥熟料中的铝酸三钙含量应小于6%。同时,还可使用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、偏高岭土等矿物掺合物。
骨料:适宜使用8 - 16毫米、5 - 8mm、2.5 - 5mm、1.25 - 2.5mm、0.63 - 1.25mm、0.315 - 0.16mm单粒级碎石和天然砂或机制砂(粒径在0.16mm以下)。每粒超径和逊径颗粒含量不得超过5%。
纤维:可采用钢纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、聚丙烯(PP)纤维等,以提高混凝土的韧性和抗拉强度。
添加剂:如减水剂、触变剂等,用于改善混凝土的工作性能和流变性能。
配合比设计:根据所需的性能指标,设计适当的配合比,包括胶凝材料、骨料、纤维和添加剂的比例。
搅拌浇注:将原料按配合比搅拌,制成均匀的混凝土混合物,然后浇注成型。
养护:浇注后的混凝土需进行适当的养护,以确保其强度和耐久性。在制备过程中,要特别注意控制水胶比、搅拌时间和养护条件,以保证最终产品能够达到预期标准。
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