超高性能混凝土的设计概论是较大的表观密度理论(densifiedparticlepacking),其构成材料不同粒度颗粒的比例产生密切沉积,即mm颗粒(石材)沉积间隙由微米颗粒(水泥、煤灰、矿粉)填充,微米颗粒沉积间隙由微米颗粒(硅灰)填充。Andressen早在1931年就建立了较大的表观密度理论数学模型。然而,直到20世纪70年代末,在大大tigao高效减水剂技术和产品特性的前提下,丹麦奥尔堡CementogBetonlaboratiet(水泥和混凝土实验室)才出现了该模型设计和准备的代超高性能混凝土,称为CRC(CompactReinforcedComposite,复合材料的密实改进)。CRC的物理性能与当前UHPC基本相同,抗拉强度超过400MPa,采用煅烧铝土矿作为石材,钢纤维tigao材料的韧性,因此被称为“复合材料”。受当时高效减水剂特性的限制,CRC或早期UHPC粘稠,振动密实困难,浇筑使用不方便。20世纪90年代,欧洲开展了合作研究项目,世界各国也大力开展了相关研究。这些材料获得了“活性粉末混凝土,通常称为RPC”的新名称。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪,由于与早期CRC或RPC相比,随着设计概论的改进、超高效减水剂(聚羧酸)和配置技术的发展,这些材料具有水泥混凝土施工的特点,甚至可以完成自密、室温维护,具有广泛应用的条件。
UHPC不同层次的水泥混凝土或高性能混凝土包括:硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维)不使用粗骨料,水泥用量大,水胶比很低。
UHPC是什么?
UHPC由三部分组成,即
UH(Ultra-High),翻译成更大量级
P(Performance),指特性、功能
C(Concrete),指混泥土
从而获得UHPCC(Ultra-HighPerformanceConcrete),即超高性能混凝土。
这种“极高”体现在三个材料特点:耐久性高、镂空率高、物理性能高(抗压、抗拉、耐磨性高)。
△RATP汽车站
UHPC的应用
桥梁是个将其应用于特定领域的桥梁,它优化了施工工艺,使结构具有更高的安全系数,
还降低了后期维护成本,整个生命周期的综合成本优于水泥混凝土桥梁。
△萨拉戈萨桥
随着人们建筑审美的不断tigao,越来越多的建筑在外观上逐渐追求人性化和形象化。
传统工艺材料早已无法满足,因此UHPC以其突出的性能自然地应用于建筑设计。
△阿布扎比卢浮宫
海外建筑设计案例
吉博恩茵(鲍茵)体育场
吉博恩茵体育场起源于建筑师RudyRicioti,由3600块自承超高性能混凝土面板组成,形成柔软纤细的排架结构和防潮屋顶。
防潮屋面系统通过在玻璃周围引入UHPC超高性能混凝土,结合硅连接器,使整个建筑透明,克服防潮问题。
由于UHPC具有很高的抗弯性,所以可以设计出悬挑高度为8-9米的细长屋顶,做出像草坪一样轻盈的造型。
欧洲和地中海文明博物馆
欧洲和地中海文明博物馆是世界上个以地中海文明为主题的博物馆,是用UHPC材料完成的经典作品之一。
UHPC超高性能混凝土已预制建造博物馆建筑表面。
UHPC达到200MPA的极高强度和高流通性,可根据预制创造偏平、轻薄的蕾丝网状立面。