UHPC較有代表性的定義或需要具備的特性如下:
· 是一種組成材料顆粒的級(jí)配達(dá)到佳的水泥基復(fù)合材料;
· 水膠比小于0.25,含有較高比例的微細(xì)短鋼纖維增強(qiáng)材料;
· 抗壓強(qiáng)度不150MPa;具有受拉狀態(tài)的韌性,開(kāi)裂后仍保持抗拉強(qiáng)度不5MPa(法國(guó)要求7MPa);
· 內(nèi)部具有不連通孔結(jié)構(gòu),有很高抵抗氣、液體浸入的能力,與傳統(tǒng)混凝土和混凝土(HPC)相比,耐久性可大幅度提高。
上世紀(jì)七十年代初的一些試驗(yàn)研究證實(shí),提高水泥凈漿的密實(shí)度,可以有效提高強(qiáng)度。丹麥學(xué)者H.H. Bache教授發(fā)展的DSP(Densified System with Ultra-Fine Particles)理論,即:用充分分散的超細(xì)顆粒(硅灰)填充在水泥顆粒堆積體系的空隙中,實(shí)現(xiàn)顆粒堆積致密化。借助減水劑的分散作用,硅灰顆粒填充占據(jù)了水泥顆粒間的空隙即大量原本是水填充的空間,從而大幅度減小固體顆粒堆積的空隙率以及漿體的需水量,DSP體系可以使水膠比降低到0.10~0.20的低水平。使用高強(qiáng)骨料,DSP基體混凝土的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到280MPa,但脆性非常大;同時(shí)使用鋼纖維增強(qiáng)增韌(即UHPC),抗壓強(qiáng)度可達(dá)到400MPa(常溫養(yǎng)護(hù))。更進(jìn)一步,法國(guó)使用高壓成型和高溫高壓(壓蒸)養(yǎng)護(hù)的活性粉末混凝土(RPC),高抗壓強(qiáng)度達(dá)到了800MPa。
性能混凝土廣泛應(yīng)用于橋梁、隧道、高層建筑、水利工程等領(lǐng)域,能夠提供更安全、耐久和可靠的結(jié)構(gòu)。此外,性能混凝土還可以用于制造特殊構(gòu)件,如梁、板、柱等,具有出色的抗震性能和結(jié)構(gòu)效益。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,性能混凝土將在未來(lái)的建筑領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。
性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,簡(jiǎn)稱UHPC),也稱作活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡(jiǎn)稱RPC),可實(shí)現(xiàn)工程材料性能的大跨越。性能混凝土”包含兩個(gè)方面‘’——的耐久性和的力學(xué)性能
目前,性能混凝土已經(jīng)在實(shí)際工程中得到應(yīng)用,如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁、薄壁筒倉(cāng)、核廢料罐、鋼索錨固加強(qiáng)板、ATM機(jī)保護(hù)殼等??梢灶A(yù)計(jì),未來(lái)性能混凝土?xí)性絹?lái)越多的應(yīng)用。圖1為性能混凝土構(gòu)件及試驗(yàn)。
軌道交通橋梁面層與橋梁加固
根據(jù)性能混凝土特性及已成功實(shí)施的工程實(shí)例,結(jié)合上海軌道交通工程建設(shè)的需求,如橋梁改造特別是橋面系工程、預(yù)制樓梯工程、隧道疏散平臺(tái)板、車站上排熱風(fēng)道板等,進(jìn)行有針對(duì)性的性能混凝土應(yīng)用研究,并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析,可為新材料在重大工程中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。性能混凝土的應(yīng)用將促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)工程向預(yù)制裝配式發(fā)展。