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什么是超高性能混凝土

发布日期:2021-08-23 14:06  浏览次数:

     

                                                                                                
超高性能混凝土(UHPC)以“三高”着称,即高耐久性、高和易性、高强度。它被称为21世纪混凝土。在我国可持续发展战略中,随着绿色混凝土工程材料的推进和发展,超高强高性能混凝土在改善环境、增加经济效益、解决工程难题等方面受到专家的高度重视。 .
 
超高性能混凝土是近三十年来创新性的水泥基工程材料,实现了工程材料性能的巨大飞跃。比较成功的有活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powdercrete)、灌浆纤维混凝土(SIFCON,Slurry Impregnated Fiber Reinforced Concrete)和压实增强复合材料(CRC,Compacted 1)。高性能混凝土不是混凝土产品
 
以上各种定义并没有向我们表明高性能混凝土是某种混凝土或混凝土产品,而是从多个方面强调了高性能混凝土的特性。
 
2、高性能混凝土不能只强调混凝土的一种或几种性能
 
混凝土首先要形成结构,不同的结构和所处的环境对混凝土有不同的性能要求。因此,不能简单地将高强混凝土称为高性能混凝土,也不能简单地称为高流动性混凝土。混凝土被称为高性能混凝土,更何况自密实混凝土是高性能混凝土。确定混凝土是否为高性能混凝土,必须结合其结构和所处的环境。我们相信,高性能混凝土是一种能够抵抗环境破坏并在硬化后保持混凝土结构可用性的混凝土,基于混凝土设计的合理结构设计和顺利施工。
 
3. 仅仅强调一个或几个指标不能成为高性能混凝土的理由
 
在这里,我们可以通过简单分析混凝土的几个特性,对这个问题有一个清晰的印象。
 
(1)高强混凝土不是高性能混凝土
 
一个极端的例子:加拿大的煤矿隧道需要用1MPa的混凝土回填。注意这里只要求混凝土的强度为1MPa。强度不是主要指标,可以说不用考虑(现在抗压强度只有1MPa的混凝土真的很难制备),但要求回填土性能稳定,填充施工才能顺利进行。加拿大人认为,这种混凝土也是高性能混凝土。
 
过分强调混凝土的强度,尤其是早期强度,对混凝土的其他性能是不利的。由于过分强调混凝土的强度,特别是早期的高强,必然会增加水泥的用量,必须采用各种技术来加速水泥的水化,使混凝土内部的水化反应过快,补水产品太晚了。迁移,造成局部受力、气孔大等问题,混凝土整体性能下降,不可能成为高性能混凝土。
 
过分强调混凝土的强度,特别是早期的高强度混凝土,可能会造成后期(28天龄)强度大大超过设计强度​​,非常危险。因为在钢筋混凝土理论中,强度太高,与配筋率不一致,就变成了钢筋少的混凝土结构。这种结构是脆性破坏,破坏前没有任何警告。而这种混凝土在这些条件下不能称为高性能混凝土。
 
这里可能还有一个疑问,就是混凝土的高强度在设计时可以大大减小结构的尺寸,从而在建设投资方面有很好的预期。但实际上,由于过分强调混凝土的强度,尤其是早期的高强度,会给混凝土留下很多隐患,这将大大增加未来整个工程的维护和维修成本,从而大大增加从建造到使用的整个过程的成本。这也是我们意识到没有过多强调混凝土的高强度的原因。
 
2)高弹性模量混凝土不是高性能混凝土
 
由于混凝土的高弹性模量,在预应力施工过程中可能造成的预应力损失小,使混凝土结构在受力方面更具优势。这常常导致错误地认为高弹性模量混凝土是高性能混凝土。但是,如果混凝土结构处于温度变化较大的环境中,尤其是全天温度变化较大的环境中,高弹性模量引起的温度应力也更大。同理,混凝土在其他环境下体积变形引起的应力也较大。
 
特别要注意的是,混凝土的早期模量不能太大,也不能增长太快,因为混凝土的早期化学收缩、塑性收缩和干燥收缩都会形成混凝土的拉应力,此时的弹性如果增长过快,弹性模量越高,拉应力越大;此时混凝土的抗拉强度还很低,很容易造成混凝土开裂。因此,弹性模量过高或早期弹性模量增长过快的混凝土不能称为高性能混凝土。
 
(3)超强混凝土的高流动性甚至在施工中尝试用自密实混凝土代替振动密实工艺。认为这种混凝土是高性能混凝土也是错误的。
 
过度的流动性,甚至自密实的混凝土,都可能造成水泥等胶凝材料的过度使用,从而降低混凝土的**性能和耐久性,这将在后面讨论。因此,这种混凝土不能被认为是高性能混凝土。
 
过分强调混凝土的流动性和自密实性是不合适的。只有在某些特定的施工情况下,才应使用高流动性或自密实混凝土。例如,在钻孔灌注桩施工中,由于桩孔中存在护壁泥,或桩孔过深,难以进行人工振动和压实,因此采用水下混凝土施工。但水下混凝土使用的水泥高达400~440kg/m3,需要添加水泥重量0.6~0.8%的减水剂。一般孔桩混凝土的水泥用量为280~320kg/m3,没有必要。减水剂。经济性可想而知。
 
(4) 高密度、低渗透混凝土也不是高性能混凝土
 
一般认为,混凝土密度大,渗透性低,使外界腐蚀介质不易渗入混凝土,因此混凝土不易受侵蚀,耐久性较好。这种混凝土可以被认为是高性能混凝土。
 
但是,对于太密的混凝土,内部水分迁移也很困难。很可能当外界水介质或湿度发生变化时,内部水分就会不平衡,从而产生应力,特别是拉应力,从而导致混凝土开裂。因此,简单强度混凝土的密实性和低渗透性不是高性能混凝土。
 
4、混凝土的性能是相互关联的。无论是在设计还是施工中,都不应过分强调其中的一项或几项指标,也不应过分追求这些指标。
 
比如过分追求高强度、高早期强度等都是不**的。为了**混凝土的高性能,必须对其指标设定上下限。只有根据结构的用途和结构所处的环境,综合考虑混凝土的各项指标,才能使混凝土达到高性能的要求。
 
5、高性能混凝土中“高性能”的含义
 
通过前面的讨论,我们应该对高性能混凝土中“高性能”的含义有了感性认识。在这里,让我们讨论一下“高性能”的含义。
 
高性能混凝土的英文表达是high performancecrete,无论是哪种定义,都没有对性能的修改。在英语中,强调性能的不是“性能”而是“效率”。如果要强调“性能”,则应使用属性。财产一词更侧重于性能、性质和本质。
 
由此可见,高性能混凝土可能更适合翻译为高性能混凝土,更能表达该术语强调混凝土和混凝土结构的使用效率,而不是强调混凝土和混凝土的一种或几种性能结构。
 
6、高性能混凝土也可以这样理解
 
高性能混凝土与传统混凝土的性质没有本质区别。然而,高性能混凝土是在充分了解传统混凝土的前提下,对传统混凝土技术的综合应用,通过精心挑选原材料、精心组织施工、精心养护混凝土,使混凝土达到特定的结构和特定的环境。高性能。
 
传统混凝土中的粉煤灰混凝土技术、地渣混凝土技术、外加剂技术、高频振实技术、保湿技术等技术,在高性能混凝土中也得到应用,甚至综合应用。这些技术。因此,不能认为高性能混凝土技术要**放弃传统混凝土。
 
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