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uhpc高强性能混凝土

发布时间:2020-11-13 09:37人气:

                                                                           uhpc高强性能混凝土
超高性能混凝土UHPC制造商
混凝土是一种水泥基复合材料,是一种水硬性胶结材料,是通过将水泥作为胶结剂与各种集料和添加剂混合而成的。混凝土是当今使用最广泛的建筑材料。与其他建筑材料相比,混凝土生产具有能耗低,原料来源广泛,工艺简单,成本低廉,耐用,耐火,适应性强,使用方便等特点。从社会发展和技术进步的角度来看,在很长的一段时间内,混凝土仍将是使用最广泛,使用最广泛的建筑材料。然而,由于混凝土的自重,高脆性和低强度(特别是抗张强度),它影响并限制了其使用范围;同时,对于低强度混凝土,在达到相同功能时用量较大,对自然的影响加大。资源和能源的消耗还增加了废气和粉尘的排放,从而增加了对能源和环境污染的需求。
20世纪以来,随着社会经济的发展,工程结构向更高,更长,更深的方向发展,对混凝土的强度提出了新的要求。为了满足该要求,随着技术的进步,混凝土的强度不断提高。在1920年代,1950年代和1970年代,混凝土的平均抗压强度分别达到20、30和40 MPa。 1970年代末,由于减水剂和高活性掺合料的开发和应用,出现了强度超过60 MPa的高强度混凝土(High Strength Concrete,HSC)。从那时起,它已在土木工程中得到越来越广泛的应用[15]。
5工程应用研究
5.1基本部件的机械性能
钢筋混凝土RPC梁和预应力RPC梁的力学性能研究主要集中在分析RPC较高的抗拉承载力对结构正截面和斜截面的抗裂性和极限承载力的影响。研究结果表明,在设计计算中应充分考虑RPC材料的优异拉伸强度[162172]。与普通梁相比,UHPFRC梁具有更好的极限载荷,刚度和抗裂性[171]。浇注UHPC的方法不同,即从梁的中部浇注和从梁的末端浇注,钢纤维的方向不同,并且UHPC梁的抗弯性也不同[172] ]。文献[173]研究了UHPC梁的抗扭性能,发现随着箍筋比的增加,极限抗扭强度和抗扭刚度增加,而极限抗扭强度随着纵向加强比的增加而增加。
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超高性能混凝土UHPC制造商
UHPC基于RPC的制备原理,例如使用小粒径的骨料,掺入钢纤维并使用高压釜固化,但对骨料的大小,固化体系和混合比例中的组分没有严格限制。强度超过150MPa的UHPC也可以使用常规固化技术配制。在文献[23]中,使用常规材料,并且不使用诸如热固化和预压缩的特殊工艺。还制备了强度超过200 MPa且可以泵送和倾倒的UHPC。该技术包括选择低需水量的水泥和硅灰,以及合理的砂浆水泥比,硅灰水泥比,水灰比等。在文献[24]中,使用普通材料和室温养护来制备混凝土。坍落度为268mm,90d强度为175.8MPa。在文献[25]中,使用常规材料和养护来制备抗压强度大于200MPa的混凝土,质量分数为1%的钢纤维的抗拉强度可以达到15.9MPa。
1.2 UHPC技术指标
在UHPC的研究中,有人继续使用RPC的名称,有人直接将其称为UHPC,有人将其称为UHPFRC,例如法国和日本的相关指南[1415],有人认为UHPFRC是RPC,UHPC产品与FRC [26]结合使用时,这些术语没有统一的公认的定义。从内涵上看,RPC,UHPC和UHPFRC有很多相似之处;相对而言,UHPC的范围较大,而RPC和UHPFRC的范围较小。这也可以直接从字面上看到。引用本文中的参考文献时,将保留原始文档的材料名称,并在进行审查和分析时将它们统称为UHPC。
关于UHPC或RPC的技术指标,目前尚无统一公认的定义。在法国UHPFRC指南[14]中,它被定义为具有150MPa或更高抗压强度的高粘度材料,确保不脆性的纤维增强材料以及特殊的骨料。在日本UHPFRC指南[15]中,它被定义为抗压强度大于150MPa,抗拉强度大于5MPa和抗裂强度大于4MPa的纤维增强水泥基复合材料。给出了基本组成:最大粒径小于2.5 mm的骨料,水泥和火山灰,水灰比小于0.24;增强纤维,其体积不少于2%,长度为10-20mm,直径为0.1-0.25mm,抗张强度不小于2GPa。在中国国家标准“活性粉末混凝土”中(注解草案)[17],根据机械性能水平对RPC的分类如表1所示。从表1中可以看出,其抗压强度要求至少为100MPa,低于法国和日本的150MPa的抗压强度。
研究结果表明,在混凝过程中施加5-25 MPa的预压时,RPC的抗弯强度可以提高34%至66%,而韧性则可以提高3.39至4.81倍。这是因为预压力可以消除毛孔和游离水,并使颗粒更致密[78]。高压灭菌时间,温度和压力会影响RPC的性能;对于每个压力和温度,都有一个关键的高压灭菌时间。如果高压灭菌时间过长,则会降低其机械性能[79]。高压灭菌对改善RPC的抗压强度具有显著作用,但其挠曲强度和韧性低于28d标准固化RPC,这可能与高压灭菌对改善钢纤维与水泥石的粘合效果无关[22,79],并增加RPC中粉煤灰和矿渣的含量,可以减少其在高压灭菌条件下的弯曲强度和韧性的降低[79]。
4材料性能研究超高性能混凝土UHPC制造商
4.1基本机械性能,例如拉伸强度和压缩强度
在强度和其他力学性能方面,主要研究内容包括抗压强度,拉伸强度,韧性,弹性模量和应力-应变曲线,极限应变,泊松比,平均断裂能,延性,热膨胀系数等。拉伸强度是UHPC的最基本的机械性能,已经进行了很多研究。
在材料性能测试方面,像普通混凝土和高强度混凝土一样,UHPC也存在尺寸效应问题。因此,如何根据其特点制定统一的测试标准已成为研究的主要内容。由于UHPC基体材料的最大粒径不超过1mm,因此除了一般的混凝土测试方法外,研究人员还采用了砂浆或砂浆的测试方法。中国学者经常使用边长为150mm(标准混凝土标本),100mm(非标准混凝土标本),70.7mm(建筑砂浆标本)和40mm(砂浆标本)的立方体标本,尺寸为150mm×150mm×300mm和100mm×100mm×300mm及其他棱形样品[106112];国外研究人员经常使用Φ76×153,Φ100×200,Φ90×180 [12,109111]等圆柱形标本。文献[110]的研究结果表明,如果不掺入纤维,则RPC的尺寸效应与普通混凝土或高性能混凝土大致相同,但是如果掺入纤维,则RPC的尺寸效应变得明显。根据文献[112],与具有纤维的UHPFRC相比,不具有纤维的UHPC具有更大的抗压强度变化系数。
与普通钢筋相比,具有高强度钢筋的UHPC梁具有更好的延展性和更高的剩余承载力[174]。 UHPC用作梁中的抗拉钢筋,可承受30MPa的弯曲抗拉强度,而没有任何滑移现象,并且梁具有良好的延展性[175]。与不带钢框架的UHPC梁相比,预应力钢框架UHPC梁具有更高的剩余抗剪承载力,裂缝后的刚度和更好的剪切延性[176]。
还研究了UHPC梁和板的耐冲击性。在没有箍筋的情况下,在冲击载荷下的RPC梁具有许多小裂缝和延性弯曲破坏[177]。在RPC梁中,加载速度的增加将增加极限载荷的斜率和极限挠度,以及载荷-位移曲线的下降部分[178]。文献[179]研究了UHPFRC在冲击载荷和静载荷下的响应。在冲击载荷下,钢板的强度和断裂能远大于在静载荷下的强度和断裂能。在文献[180]中,对UHPFRC板在冲击载荷下的性能进行了数值模拟。在该模型中,考虑了UHPFRC的应变软化,并进行了参数分析。文献[181]比较了普通混凝土柱和UHPC柱在冲击载荷下的性能,并对其进行了分析。

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