UHPC超高性能混凝土簡介

      超高性能混凝土（以下簡稱UHPC）是近三十年內發展起來的一種新型水泥基復合材料，具有超高的力學性能和耐久性，并兼具良好的韌性、黏結性能和抗沖擊、抗疲勞性能。近年來，隨著UHPC制備技術的不斷成熟，其性能的優越性逐步被大眾認知，UHPC成為混凝土領(ling)域(yu)的研(yan)究熱點(dian)，廣泛用于結構、裝飾(shi)、加固、快修、鋪裝、接縫(feng)填注等。

      一、UHPC概述

      UHPC是(shi)具有(you)超高強(qiang)(qiang)度(du)(du)，超低吸(xi)水率，超強(qiang)(qiang)耐(nai)久性(xing)和耐(nai)侵蝕性(xing)能(neng)的(de)特殊混凝土。目前在(zai)建(jian)筑設(she)計領域（區(qu)別于(yu)結構(gou)領域）使用(yong)(yong)的(de)UHPC的(de)抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)(du)大(da)于(yu)120MPa，抗折(zhe)強(qiang)(qiang)度(du)(du)大(da)于(yu)25MPa。雖然(ran)UHPC可以達(da)到(dao)很高的(de)抗壓(ya)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，但對于(yu)纖(xian)薄建(jian)筑構(gou)件(jian)，主要利(li)用(yong)(yong)的(de)是(shi)UHPC的(de)抗折(zhe)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。在(zai)實(shi)際應用(yong)(yong)中，UHPC基(ji)體(ti)的(de)超高強(qiang)(qiang)度(du)(du)通過小摻量的(de)耐(nai)聚(ju)乙烯醇纖(xian)維(wei)或(huo)鋼(gang)纖(xian)維(wei)進一步得到(dao)增(zeng)強(qiang)(qiang)和增(zeng)韌(ren)。

      二、UHPC基本配置原理

      通過(guo)提高組織成分的細度與(yu)活性，不使(shi)用粗骨料，使(shi)材料內(nei)部的孔隙與(yu)微裂(lie)縫減(jian)到(dao)最(zui)少，以獲得超(chao)高強(qiang)度與(yu)高耐久性。使(shi)用更高數量(liang)級的原(yuan)材料，如水、砂、水泥、硅灰(hui)、纖維、外加劑(ji)，通過(guo)微觀連續(xu)級配技術(shu)，超(chao)高效減(jian)水劑(ji)和纖維，充分發(fa)揮超(chao)細顆粒和經仔細選擇(ze)顆粒的化(hua)學和幾何(he)特(te)性，并使(shi)這(zhe)些(xie)顆粒通過(guo)正確的攪拌，澆筑和養護以達到(dao)基體(ti)的緊密堆(dui)積和超(chao)強(qiang)的分子結合力。

      三、UHPC的物理特性

      抗(kang)壓強度≥120MPa；

      纖維(wei)增強，提高韌性，抗(kang)折(zhe)強度≥25MPa；

      極低的水灰比→高密度→低孔隙率→微觀(guan)結構致密；

   ;   極佳的耐(nai)久性·極低的吸(xi)水(shui)率(lv)；

      極佳的抵(di)抗氯(lv)化物侵入的性能；

      極高的凍融循環性能；

      抵抗硫化物或酸腐(fu)蝕的(de)性能極佳；

      也稱活(huo)性粉未混凝土（Reactive Powder Concrete-RPC）。

      四、UHPC的應用特性

      力學性能 —— 超高的抗壓、抗彎(wan)強度(du)；

 ;     高耐久性(xing) —— 不連通(tong)空隙率(lv)低(di)于2%，可抵抗極強的化學腐蝕；

      美觀(guan)性佳 —— 精(jing)確復制模具的表面和幾何圖案，質感(gan)細膩，堪比藝術品；

      可(ke)塑性好 —— 可(ke)實(shi)現任意曲面、鏤(lou)空(kong)造形，是實(shi)現建(jian)筑美學的(de)最理想材(cai)料；

      自(zi)清潔(jie)性 —— 材質密(mi)實，有(you)極強的憎水(shui)和防污漬能(neng)(neng)力，使其具有(you)自(zi)潔(jie)能(neng)(neng)力。

      可持續性(xing) —— 獨特的結構能夠解決環保問題(ti)和(he)降(jiang)(jiang)低(di)生命周(zhou)期(qi)成本(ben)，如降(jiang)(jiang)低(di)建(jian)(jian)筑(zhu)成本(ben)、模具成本(ben)、勞動力成本(ben)和(he)維修成本(ben)等，提(ti)高建(jian)(jian)筑(zhu)場地(di)的安全性(xing)，建(jian)(jian)造速度(du)和(he)建(jian)(jian)筑(zhu)生命周(zhou)期(qi)。

      五、UHPC優點

      1、抗壓性(xing)能。通過(guo)提高(gao)組分的(de)細度與(yu)活性(xing)，不(bu)使用粗骨(gu)料(liao)，使材料(liao)內部(bu)的(de)缺(que)陷（孔(kong)隙與(yu)微裂縫）減到最少，以獲得超(chao)高(gao)強(qiang)度與(yu)高(gao)耐久性(xing)。UHPC產品的(de)強(qiang)度比傳統混凝(ning)土高(gao)6～8倍。壓縮試驗結(jie)果表明，在(zai)達到最大應力前材料(liao)性(xing)能表現為線性(xing)，在(zai)此(ci)階段材料(liao)沒(mei)有(you)任何損傷。

      2、抗彎(wan)性(xing)能。摻(chan)入2%金屬(shu)纖(xian)維(wei)，使每(mei)方混凝土含五千萬根纖(xian)維(wei)，纖(xian)維(wei)具有吸收變(bian)形的能力。當材料彎(wan)曲開裂(lie)時就會(hui)表現(xian)出(chu)優異的延展性(xing)，應力區域出(chu)現(xian)很多(duo)裂(lie)縫但不(bu)至于整體斷裂(lie)。

      3、耐(nai)久性。UHPC產品的微結(jie)構是密(mi)閉的，這使(shi)它具有優秀的耐(nai)磨性、抗腐蝕性和抗化學(xue)侵蝕性，是一種具有超高性能的耐(nai)久材料。UHPC產品可在嚴重侵蝕環境(jing)條件下使(shi)用而不被破壞(huai)，如硫酸鹽(yan)、酸性溶(rong)液和海水等，并具有自愈性。

      4、美觀性。UHPC的高密實性與良(liang)好的工作性能，使(shi)其與模板相接觸(chu)的表(biao)面具有很(hen)高的光潔度，外界的有害介質很(hen)難侵(qin)入到UHPC中去，而(er)且UHPC中的著色劑等(deng)組分也不易向外析出，利(li)用這一特(te)點可(ke)精確(que)復制(zhi)模具的表(biao)面和幾何圖(tu)案，把UHPC用作建筑物(wu)的外裝飾材(cai)料。

      5、可(ke)塑性。不同于其他混凝土，UHPC產品(pin)可(ke)以用于制造(zao)各種曲率(lv)的異形板和鏤空(kong)率(lv)50%以上的大型面(mian)板。UHPC產品(pin)還能(neng)將(jiang)光(guang)影元(yuan)素融(rong)入到設計中(zhong)，這是其他鋼板、激光(guang)切割解決(jue)方(fang)案所不可(ke)能(neng)實現的。同時，由(you)于具有高度的流動(dong)性，它能(neng)被澆鑄成極度復雜(za)、多變的造(zao)型。

      6、自潔性(xing)。UHPC產(chan)品的(de)(de)自清潔性(xing)主要基(ji)于兩(liang)方面原因(yin)。一是(shi)(shi)自身致密的(de)(de)密實(shi)度(du)，超低的(de)(de)孔隙率可以讓(rang)UHPC產(chan)品抵抗化(hua)學腐蝕、氯離子(zi)的(de)(de)侵入；二是(shi)(shi)使用(yong)針對UHPC的(de)(de)專用(yong)防(fang)護劑后(hou)，實(shi)現(xian)表面的(de)(de)憎水性(xing)和防(fang)污(wu)漬能力。

      六、UHPC平板的安裝節點

      對(dui)于常規尺寸(cun)的平(ping)板(ban)(ban)，建(jian)議采用背(bei)栓式(shi)干掛(gua)安裝：在(zai)板(ban)(ban)澆筑制作時預植套筒和(he)螺(luo)桿，用來固定掛(gua)件，再(zai)借助龍骨(gu)和(he)埋件與主體(ti)結構相(xiang)連；對(dui)于板(ban)(ban)塊尺寸(cun)較(jiao)大(da)的平(ping)板(ban)(ban)或異形(xing)板(ban)(ban)，建(jian)議在(zai)背(bei)面附著鋼(gang)架，由背(bei)負鋼(gang)架抵抗(kang)彎(wan)矩，且便于安裝和(he)運(yun)輸。

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