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配達到佳的水泥基復合材料;
· 水膠比小于0.25,含有較高比例的微細短鋼纖維增強材料;
· 抗壓強度不150MPa;具有受拉狀態(tài)的韌性,開裂后仍保持抗拉強度不5MPa(法國要求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。
上世紀七十年代初的一些試驗研究證實,提高水泥凈漿的密實度,可以有效提高強度。丹麥學者H.H. Bache教授發(fā)展的DSP(Densified System with Ultra-Fine Particles)理論,即:用充分分散的超細顆粒(硅灰)填充在水泥顆粒堆積體系的空隙中,實現(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。使用高強骨料,DSP基體混凝土的抗壓強度可以達到280MPa,但脆性非常大;同時使用鋼纖維增強增韌(即UHPC),抗壓強度可達到400MPa(常溫養(yǎng)護)。更進一步,法國使用高壓成型和高溫高壓(壓蒸)養(yǎng)護的活性粉末混凝土(RPC),高抗壓強度達到了800MPa。
單純的抗壓強度往往伴隨著“脆性”,并不意味“性能”。UHPC的“力學性能”更主要體現(xiàn)在抗拉強度(單軸抗拉和彎曲抗拉強度)和高韌性,這依靠加入短纖維來實現(xiàn)。早期使用直徑0.15~0.4mm、長度6~12mm的平直光圓鋼纖維,可將UHPC的抗拉強度提高到30Ma,斷裂能達到1,500~40,000 N/m(鋼纖維體積含量2%~12%),使UHPC跨入韌性、高韌性材料的行列(斷裂能超過1,000J/m2劃分為韌性材料)。現(xiàn)在,使用異形,特別是扭轉(zhuǎn)形高強鋼纖維,可以進一步提高UHPC的抗拉強度、變形能力、韌性或斷裂能。此外,高強高模的聚乙烯醇(PVA)纖維也用于UHPC的增強與增韌;聚乙烯(PP)纖維用于提高UHPC的耐火能力。
性能混凝土(簡稱UHPC),是指一種具有力學性能、高韌性、耐久性和優(yōu)良澆筑及成型性能的水泥基混凝土材料。UHPC通過選用高活性的微細材料,采用緊密積和纖維增強技術(shù)配制而成。
性能混凝土密度大、表面光潔度高、質(zhì)地細膩,有溫潤如玉之感,加上其的物理性能,且可塑性,可以實現(xiàn)更多復雜多變的造型。
任性能混凝土高抗壓抗彎折(可做懸空屋面)、低收縮、背栓抗拔性能高,同時總重量輕,強度高,無需另加結(jié)構(gòu)支撐,可做大規(guī)模板。具有的韌性,實現(xiàn)了抗壓強度和抗折強度的有效平衡。
任性能混凝土包括建筑外裝飾幕墻,建筑外圍護結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件,結(jié)構(gòu)加固,隔音樓板,大跨度屋頂,預制構(gòu)件等。
性能混凝土(UHPC)是一種新型的建筑材料,具有的強度、耐久性和耐久性。它由水泥、細砂、細骨料、粉煤灰和化學摻合料等組成,通過特殊的比例和工藝加工而成。性能混凝土具有的抗壓強度,超過了傳統(tǒng)混凝土的幾倍。它還具有的抗?jié)B透性、抗凍融性和耐化學腐蝕性,適用于各種高要求的建筑結(jié)構(gòu)和工程。
目前,性能混凝土已經(jīng)在實際工程中得到應用,如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁、薄壁筒倉、核廢料罐、鋼索錨固加強板、ATM機保護殼等??梢灶A計,未來性能混凝土會有越來越多的應用。圖1為性能混凝土構(gòu)件及試驗。