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纤维复合资料UHPC超高性能混凝土

来源:www.jllongyuan.com  发布日期:2022-06-05

UHPC超高性能混凝土

超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),有活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),有注浆纤维混凝土(SIFCON,Slurry Impregnated Reinforced Concrete),有压密配筋复合材料(CRC,Compacted Reinforced Composites),是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。

建筑是凝固的文化,如何用建筑来承载音乐和艺术的可感可触,UHPC就脱颖而出,充分实现建筑师和设计师为各种应用创造复杂的肌理、表面和造型,成为专为建筑应用设计和开发的一种理想新型复合建材。


实际应用中,UHPC是矩阵分布的超高性能矿物分子与有机纤维、金属纤维、不锈钢纤维或玻璃增强纤维的组合,可以提供出色的强度、延展性和耐久性,同时缩小尺寸。利用UHPC做成的许多建筑部件非常薄,但几乎无需传统的加强,本身就具备优异的建材结构性能。

超高性能混凝土施工中,强度高、耐久性强,同时还具备低收缩、免蒸养等便利特点。已经成功应用于公路桥、城市桥及各类桥梁的修补加固工程,可彻底解决正交异性钢桥面疲劳开裂这一世界性难题。

CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能,最高抗压强度超过400MPa,使用烧结铝矾土作骨料,同时使用钢纤维提高材料的韧性,所以称作“复合材料”。受到当时高效减水剂性能的限制,CRC或早期UHPC比较粘滞,振捣密实较困难,还不便于现浇应用。上世纪九十年代,欧洲开展了合作研究项目,世界各地也广泛开展相关研究,这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土,简称RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪,因为与早期的CRC或RPC相比,随着设计理论的完善、超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步,这种材料已具备了普通混凝土的施工性能,甚至可以实现自密实,可以常温养护,已经具备广泛应用的条件。

UHPC堪称耐久性最好的工程材料,适当配筋的UHPC力学性能接近钢结构,同时UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能。因此,UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构(军事工程、银行金库等)和薄壁结构,以及用在高磨蚀、高腐蚀环境。目前,UHPC已经在一些实际工程中应用,如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁(实例见表3)、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳,等等。可以预计,还会有越来越多的应用。