超高性能混凝土UHPC的物理特性
超高性能混凝土,簡稱UHPC(ULTRA-HIGHPERFORMANCECONCRETE),也稱作活性粉末混凝土(RPC,REACTIVEPOWDERCONCRETE),是過去幾十年最具創(chuàng)新性的水泥基工程材料,實現(xiàn)工程材料性能的大跨越?!俺咝阅芑炷痢卑瑑蓚€方面‘超高’——具有超高的耐久性和超高的力學(xué)性能(抗壓、抗拉以及高韌性)。而且安裝成本低,操作簡便,有利于環(huán)保,是專為建筑而生的神奇材料。
UHPC是一種高強度、高韌性、低孔隙率的超高強水泥基材料。它的基本配置原理是:通過提高組分的細度與活性,不使用粗骨料,使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂縫)減到最少,以獲得超高強度與高耐久性。超高性能混凝土的設(shè)計理論是最大堆積密度理論(DENSIFIEDPARTICLEPACKING),其組成材料不同粒徑顆粒以最佳比例形成最緊密堆積,即毫米級顆粒(骨料)堆積的間隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充,微米級顆粒堆積的間隙由亞微米級顆粒(硅灰)填充。
UHPC不使用粗骨料,必須使用硅灰和纖維(鋼纖維或復(fù)合有機纖維),水泥用量較大,水膠比很低。
一、UHPC特點
1、耐久性:UHPC的特殊配方可以把材料分子有規(guī)律的排列從而使產(chǎn)品有極低的穿透性和極高的耐久性。這使材料在極端環(huán)境下如潮濕,冰冷,冰雹,海邊,化學(xué)廠區(qū)有著良好的性能。
2、自愈性能:UHPC的鋼筋微纖維的低孔隙度可以防止腐蝕和氧化。損壞時,UHPC能”再生”。微裂縫能重新愈合是由UHPC的自愈性能,利用空氣中的濕度進一步水化反應(yīng)。
延展性能:不同于普通混凝土,UHPC獨特的結(jié)構(gòu)賦予了其優(yōu)異的延展性。水泥基材料與金屬纖維和有機纖維結(jié)合實現(xiàn)了抗壓強度和抗折強度的有機平衡。UHPC中纖維能夠逐步吸收施加能量。在裂縫允許范圍內(nèi),UHPC中的纖維能夠支撐整體結(jié)構(gòu)變形。
3、審美性能:UHPC的產(chǎn)品表面具有很高的光潔度,外界的有害介質(zhì)很難,耐污性侵入到UHPC中去,所以本身自潔能力很強。外表噴涂的材料耐污及耐久性差,UHPC的產(chǎn)品采用填加礦物色粉調(diào)配出長久,純色或混色的效果。而且產(chǎn)品中的著色劑等組分也不易向外析出。
二、UHPC的物理特性
1. 抗壓強度≥120MPa;
2. 纖維增強,提高韌性,抗折強度≥25MPa;
3. 極低的水灰比→高密度→低孔隙率→微觀結(jié)構(gòu)致密;
4. 極佳的耐久性·極低的吸水率;
5. 極佳的抵抗氯化物侵入的性能;
6. 極高的凍融循環(huán)性能;
7. 抵抗硫化物或酸腐蝕的性能極佳;
8. 也稱活性粉未混凝土(Reactive Powder Concrete-RPC)。
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