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长沙uhpc超高性能混凝土厂家

时期:2021-01-06 01:37 点击数:

超高性能混凝土UHPC材料简述

超高性能混凝土(UHPC)已逐渐变成预制混凝土构架物的主要材料。在90年代初期,当它首次踏入行业,也被叫做“活性粉末混凝土ReactivePowderConcrete,RPC”,是一种继高强、高性能混凝土之后,出现的物理性能、耐久性能都十分优越的新型建筑材料,近十年来被中国桥梁行业广泛应用。

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在中国、法国、日本、马来西亚,UHPC已用于建造铁路桥梁;在俄罗斯跟塞尔维亚等国已用于人行桥。在中国各州中,UHPC已被用于在弗吉尼亚州和爱荷华州的桥墩梁体建造;在纽约和特拉华州用于桥梁铺装;在其它20多个州用于现场浇注的现浇桥梁构件。美国联邦和各省交通运输机构、国家工业组织、私企开发商和生产商都在积极地进行UHPC的性能研究,为此启动了长期基于实验室的实验和实际项目。

与普通混凝土相比,超高性能混凝土在原材料、配合比和施工性等方面的规定有较大的不同。例如,UHPC配制所用水泥强度等级高,水泥用量大,水胶比低,一般使用硅灰等超细辅料,不使用粗骨料而使用石英砂等高强细骨料,同时掺加纤维(钢纤维或复合有机纤维)来增加混凝土的脆性。此外还按照不同需要加入多种外加剂,如胶凝材料(SCM)。

UHPC混合料的胶结材料总浓度一般可以达到1,500lbs/cud/cudd,这是大多数常规混凝土混合料的胶结材料成分的两倍以上。然而,由于使用了专用的高范围减水剂,水与粘合剂的比例(w/b)通常为0.20或很低。致密的颗粒堆积与超低的w/b相结合,在混凝土中形成了高度精炼的微观结构,从而提供了优异的硬度和耐久性。因此,即使在严格的内部环境中,例如海洋和冻融环境下,UHPC元件的预期寿命也可以超过200年或最长。

尽管已经就UHPC的定义达成统一,但典型的UHPC抗压强度达到17,000psi,许多并且可以超过30,000psi以上的硬度。与特色的高性能混凝土相比,UHPC的抗压强度可提升3到5倍。然而,其更重要的性能不是抗压强度,而是拉伸性能(在预制构件中的应用特别显著),这些特征是因为其精细的微观结构和高强度的钢纤维结合而形成,钢纤维的掺入比约为1%~3%(按面积计)(约合78~233千克/立方米)。

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通过设计调整,可将UHPC混合物设计为能承受1000psi以上拉伸强度和2500psi以上挠曲强度的构架物。此外,设计良好的UHPC混合物可表现出开裂后的延展性和应变硬化,提高残余结构的应力密度。

其次,UHPC的高延展性使材料形成很大的硬度,即使没有钢筋的帮助长沙uhpc超高性能混凝土厂家,它也增加了吸收能量的能力,即材料的耗能性。

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第三,高抗拉强度提高了材料的抗剪强度,并有也许在梁设计中完全摆脱抗剪零件。通过去除箍筋,可以简化设计和制造过程,并可以减少构件腹板(杆)的长度,使材料的容积和体积大大减少,同时提供与常规钢筋预应力构件相同的承载力。

UHPC置身预制预应力混凝土的巨大潜力

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为了让UHPC在预制预应力混凝土市场中受到广泛应用,需要满足两个条件:

第一,高质量低成本。生产高质量的UHPC,且原材料成本总共不到1,000美元/立方米(2020年标准),预装袋材料的费用为每立方米2,000到3,000美元。

第二,从实验至规范。设计从以效率为主向以耐久性(或以所规定性能)为主的转变。制定新的标准规范,使结构平台的设计无法运用UHPC的新颖性能特点。从微观到宏观的探究,从定性到定量的演进,仍有长期复杂且细腻的工作有待开展。

美国的预制预应力混凝土研究所(PCI)启动了一项研究,旨在研发一种方法长沙uhpc超高性能混凝土厂家,使整个北美地区的预制设备都可从低成本的UHPC混合料中获益,并研发设计准则和创新性,优化建筑物和桥梁的构架构件。

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