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    超高性能混凝土外墻系統專業承建商

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    UHPC超高性能混凝土的制備與增強、增韌原理一文全網羅介紹!

    时间:2021-03-04     作者:浙江建信裝飾有限公司   阅读

        UHPC(超高性能混凝土)是建材的一種新型材料,其實現了水泥基材料性能的跨越式進步,兼具高強、高韌和高耐久性能,適用于部分水泥制品和工程結構性能改善與壽命提升,以及創造開發新產品或新結構,是現在和未來重要的工程材料。從發明(申請第一個發明專利和發表第一篇論文均在1979年)到今年,UHPC的研究與應用經歷了整整40年。進入本世紀,UHPC是水泥基材料和應用創新發展最具活力的領域,如今已成為可工業化生產和商業化供應的工程材料,產品類型和應用領域一直在不斷擴展,設計方法、施工技術和標準規范正處于發展、建立和完善過程。國際上,歐洲的UHPC技術相對成熟,北美、日、韓、馬來西亞、中國等在積極發展UHPC技術體系。占世界水泥產量和用量一半以上的中國,擁有巨大的UHPC發展創新空間和潛在應用市場。


      上世紀七十年代初的一些試驗研究證實,提高水泥凈漿的密實度,可以有效提高強度。丹麥學者H.H.Bache教授發展的DSP(Densified System with ultra-fine Particles)理論,即:用充分分散的超細顆粒(硅灰)填充在水泥顆粒堆積體系的空隙中,實現顆粒堆積致密化,見圖1。借助高效減水劑的分散作用,硅灰顆粒填充占據了水泥顆粒間的空隙即大量原本是水填充的空間,從而大幅度減小固體顆粒堆積的空隙率以及漿體的需水量,DSP體系可以使水膠比降低到0.10~0.20的超低水平。使用高強骨料,DSP基體混凝土的抗壓強度可以達到280MPa,但脆性非常大;同時使用鋼纖維增強增韌(即UHPC),抗壓強度可達到400MPa(常溫養護)。后來再進一步,法國使用高壓成型和高溫高壓(壓蒸)養護的活性粉末混凝土(RPC),最高抗壓強度達到了800MPa。



    水泥凈漿、超塑化水泥凈漿和DSP體系的密實度示意圖

        水泥凈漿、超塑化水泥凈漿和DSP體系的密實度示意圖


      高密實的DSP基體與鋼纖維界面的密實度也非常高,界面粘結強度得以大幅度提高,使鋼纖維在DSP基體中提高抗拉、抗彎、抗裂與增韌作用得到充分的發揮。


      用DSP理論配制超高強度混凝土,是混凝土技術的一個重大突破。同時期出現的MDF水泥(Macro Defect Free,宏觀無缺陷水泥,用聚合物填充水泥漿孔隙和裂縫),SIFCON(Slurry Infiltrated Fibre Concrete,預填鋼纖維灌注水泥細砂漿的混凝土),也可以獲得很高的材料強度和韌性,但是前者需要輥壓或擠壓成型,后者難以使鋼纖維形成三維堆積,在應用上受到很大制約,至今只能用于制作小型制品。DSP理論實現更高的密實度,只需要選擇適宜優質原材料和進行配合比優化,不需要使用特殊的工藝方法,用傳統攪拌設備和振動密實方法,就能生產與成型。因此,基于DSP理論配制的UHPC,較快地進入了實用階段。


      如今,已經能夠配制自密實UHPC,預制產品與現場澆筑比較方便。雖然現在配制UHPC的技術途徑和使用材料呈現多樣化,但遵循的基本原則沒有變,即顆粒組成與配合比要使密實度最大化。

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