UHPC超高性能混凝土簡介

      超高性能混凝土（以下簡稱UHPC）是近三十年內(nèi)發(fā)展起來的一種新型水泥基復合材料，具有超高的力學性能和耐久性，并兼具良好的韌性、黏結性能和抗沖擊、抗疲勞性能。近年來，隨著UHPC制備技術的不斷成熟，其性能的優(yōu)越性逐步被大眾認知，UHPC成為混凝土領域的研究熱點，廣泛用于結構、裝飾、加固、快修、鋪裝、接縫填注等。

      一、UHPC概述

      UHPC是具有超高強度，超低吸水率，超強耐久性和耐侵蝕性能的特殊混凝土。目前在建筑設計領域（區(qū)別于結構領域）使用的UHPC的抗壓強度大于120MPa，抗折強度大于25MPa。雖然UHPC可以達到很高的抗壓強度，但對于纖薄建筑構件，主要利用的是UHPC的抗折強度。在實際應用中，UHPC基體的超高強度通過小摻量的耐聚乙烯醇纖維或鋼纖維進一步得到增強和增韌。

      二、UHPC基本配置原理

      通過提高組織成分的細度與活性，不使用粗骨料，使材料內(nèi)部的孔隙與微裂縫減到最少，以獲得超高強度與高耐久性。使用更高數(shù)量級的原材料，如水、砂、水泥、硅灰、纖維、外加劑，通過微觀連續(xù)級配技術，超高效減水劑和纖維，充分發(fā)揮超細顆粒和經(jīng)仔細選擇顆粒的化學和幾何特性，并使這些顆粒通過正確的攪拌，澆筑和養(yǎng)護以達到基體的緊密堆積和超強的分子結合力。

      三、UHPC的物理特性

      抗壓強度≥120MPa；

      纖維增強，提高韌性，抗折強度≥25MPa；

      極低的水灰比→高密度→低孔隙率→微觀結構致密；

      極佳的耐久性·極低的吸水率；

      極佳的抵抗氯化物侵入的性能；

      極高的凍融循環(huán)性能；

      抵抗硫化物或酸腐蝕的性能極佳；

      也稱活性粉未混凝土（Reactive Powder Concrete-RPC）。

      四、UHPC的應用特性

      力學性能 —— 超高的抗壓、抗彎強度；

      高耐久性 —— 不連通空隙率低于2%，可抵抗極強的化學腐蝕；

      美觀性佳 —— 精確復制模具的表面和幾何圖案，質(zhì)感細膩，堪比藝術品；

      可塑性好 —— 可實現(xiàn)任意曲面、鏤空造形，是實現(xiàn)建筑美學的最理想材料；

      自清潔性 —— 材質(zhì)密實，有極強的憎水和防污漬能力，使其具有自潔能力。

      可持續(xù)性 —— 獨特的結構能夠解決環(huán)保問題和降低生命周期成本，如降低建筑成本、模具成本、勞動力成本和維修成本等，提高建筑場地的安全性，建造速度和建筑生命周期。

      五、UHPC優(yōu)點

      1、抗壓性能。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。UHPC產(chǎn)品的強度比傳統(tǒng)混凝土高6～8倍。壓縮試驗結果表明，在達到最大應力前材料性能表現(xiàn)為線性，在此階段材料沒有任何損傷。

      2、抗彎性能。摻入2%金屬纖維，使每方混凝土含五千萬根纖維，纖維具有吸收變形的能力。當材料彎曲開裂時就會表現(xiàn)出優(yōu)異的延展性，應力區(qū)域出現(xiàn)很多裂縫但不至于整體斷裂。

      3、耐久性。UHPC產(chǎn)品的微結構是密閉的，這使它具有優(yōu)秀的耐磨性、抗腐蝕性和抗化學侵蝕性，是一種具有超高性能的耐久材料。UHPC產(chǎn)品可在嚴重侵蝕環(huán)境條件下使用而不被破壞，如硫酸鹽、酸性溶液和海水等，并具有自愈性。

      4、美觀性。UHPC的高密實性與良好的工作性能，使其與模板相接觸的表面具有很高的光潔度，外界的有害介質(zhì)很難侵入到UHPC中去，而且UHPC中的著色劑等組分也不易向外析出，利用這一特點可精確復制模具的表面和幾何圖案，把UHPC用作建筑物的外裝飾材料。

      5、可塑性。不同于其他混凝土，UHPC產(chǎn)品可以用于制造各種曲率的異形板和鏤空率50%以上的大型面板。UHPC產(chǎn)品還能將光影元素融入到設計中，這是其他鋼板、激光切割解決方案所不可能實現(xiàn)的。同時，由于具有高度的流動性，它能被澆鑄成極度復雜、多變的造型。

      6、自潔性。UHPC產(chǎn)品的自清潔性主要基于兩方面原因。一是自身致密的密實度，超低的孔隙率可以讓UHPC產(chǎn)品抵抗化學腐蝕、氯離子的侵入；二是使用針對UHPC的專用防護劑后，實現(xiàn)表面的憎水性和防污漬能力。

      六、UHPC平板的安裝節(jié)點

      對于常規(guī)尺寸的平板，建議采用背栓式干掛安裝：在板澆筑制作時預植套筒和螺桿，用來固定掛件，再借助龍骨和埋件與主體結構相連；對于板塊尺寸較大的平板或異形板，建議在背面附著鋼架，由背負鋼架抵抗彎矩，且便于安裝和運輸。

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