UHPC性能混凝土早將其應(yīng)用到實(shí)際中的是橋梁，它簡化了施工工序，使結(jié)構(gòu)具有更高安全性能的同時，還降低了后期維護(hù)成本，并且全壽命周期的綜合成本更普通混凝土橋梁。而后隨著人們的建筑審美不斷提升，越來越多的開始在外形上追求個性化、藝術(shù)化。傳統(tǒng)的工藝材料已然無法滿足，因此UHPC憑借其的性能，便自然而然地被應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中。下面為大家詳細(xì)介紹UHPC性能混凝土。
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。
單純的抗壓強(qiáng)度往往伴隨著“脆性”，并不意味“性能”。UHPC的“力學(xué)性能”更主要體現(xiàn)在抗拉強(qiáng)度（單軸抗拉和彎曲抗拉強(qiáng)度）和高韌性，這依靠加入短纖維來實(shí)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(qiáng)度提高到30Ma，斷裂能達(dá)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）?，F(xiàn)在，使用異形，特別是扭轉(zhuǎn)形高強(qiáng)鋼纖維，可以進(jìn)一步提高UHPC的抗拉強(qiáng)度、變形能力、韌性或斷裂能。此外，高強(qiáng)高模的聚乙烯醇（PVA）纖維也用于UHPC的增強(qiáng)與增韌；聚乙烯（PP）纖維用于提高UHPC的耐火能力。
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(qiáng)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(shí)現(xiàn)了抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的有效平衡。
性能混凝土與普通混凝土、混凝土不同之處在于：不使用粗骨料，使用硅灰和纖維（鋼纖維或復(fù)合有機(jī)纖維），水泥用量較大，水膠比很低。性能混凝土的組成見表2。
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、核廢料罐、鋼索錨固加強(qiáng)板、ATM機(jī)保護(hù)殼等。可以預(yù)計(jì)，未來性能混凝土?xí)性絹碓蕉嗟膽?yīng)用。圖1為性能混凝土構(gòu)件及試驗(yàn)。
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