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UHPC高性能混凝土原材料組成的起源
- 2019-09-06-

  超高性能混凝土,簡稱UHPC(Ultra-High PerformanceConcrete),也稱作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是曩昔三十年中zui具創新性的水泥基工程材料,完成工程材料性能的大跨越。“UHPC高性能混凝土”包含兩個方麵‘超高’——具有超高的耐久性和超高的力學性能(抗壓、抗拉以及高耐性)。

  材料組成的起源

  超高性能混凝土的設計理論是zui大堆積密度理論(densified particle packing),其組成材料不同粒徑顆粒以zui佳份額形成zui緊密堆積,即毫米級顆粒(骨料)堆積的空隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充,微米級顆粒堆積的空隙由亞微米級顆粒(矽灰)填充。

  早在1931年,Andressen就建立了zui大堆積密度理論的數學模型。然而,直到上世紀七十年代末,在高效減水劑技能與產品性能大幅度提高的基礎上,采用該模型設計製造的di一代超高性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet(水泥與混凝土試驗室)誕生,稱作CRC(Compact Reinforced Composite,密實增強複合材料)。

  CRC與現在的UHPC達到根本相同的力學性能,zui高抗壓強度超過400MPa,使用燒結鋁礬土作骨料,同時使用鋼纖維提高材料的耐性,所以稱作“複合材料”。受到當時高效減水劑性能的限製,CRC或早期UHPC比較粘滯,振搗密實較困難,還不便於現澆使用。

  上世紀九十年代,歐洲展開了協作研究項目,世界各地也廣泛展開相關研究,這種材料取得一個新稱號“活性粉末混凝土,簡稱RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的稱號形成於本世紀,因為與早期的CRC或RPC相比,隨著設計理論的完善、超高效減水劑(聚羧酸係)麵世和製造技能的前進,這種材料已具備了一般混凝土的施工性能,甚至能夠完成自密實,能夠常溫維護,已經具備廣泛使用的條件。

  UHPC與一般混凝土或高性能混凝土不同的方麵包括:不使用粗骨料,有必要使用矽灰和纖維(鋼纖維或複合有機纖維),水泥用量較大,水膠比很低。