超高性能混凝土

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超高性能混凝土试验方法标准

超高性能混凝土试验方法标准

超高性能混凝土试验方法标准超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)作为一种新兴的建筑材料,具有卓越的力学性能和耐久性。

为了能够准确、可靠地评估和控制UHPC的性能,需要制定相关的试验方法标准。

本文将介绍一些常用的UHPC试验方法标准,并对其进行详细说明。

1.抗压强度试验:抗压强度试验是评估UHPC力学性能的重要方法之一、标准ASTMC39/C39M-18《标准试验方法:立方体抗压强度试验方法》是常用的试验标准。

该方法要求制备立方体试样,按照一定的加载速率进行加载,测定试样的峰值荷载和应变。

2.抗拉强度试验:抗拉强度试验是评估UHPC抗拉性能的试验方法。

标准ASTMC496-17《标准试验方法:拉伸强度试验方法》可以用于测定UHPC的抗拉强度。

该方法要求制备经过预紧和静载恢复处理的带孔试样,采用恒定速率加载试样,测定试样的拉伸强度。

3.极限抗弯强度试验:极限抗弯强度试验是评估UHPC承载能力的试验方法。

标准ASTMC1609/C1609M-12《标准试验方法:测定钢板增强混凝土梁的极限抗弯强度》可以用于测定UHPC的极限抗弯强度。

该方法要求制备钢板加强的梁式试样,按照一定的加载方式进行加载,测定试样的极限抗弯强度。

4.抗冻融性能试验:抗冻融性能试验是评估UHPC耐久性能的一种重要方法。

标准ASTMC666/C666M-15《标准试验方法:测定混凝土材料的抗冻融性能》可以用于测定UHPC的抗冻融性能。

该方法要求将试样置于冻融环境中进行多次循环,观察试样的损伤情况和性能变化。

5.施工性能试验:施工性能试验是评估UHPC可施工性的一种试验方法。

标准ASTMC1610-05《标准试验方法:测定混凝土的专用性质》可以用于测定UHPC的施工性能。

该方法要求制备一定规格的试样,在一定时间范围内观察和评估试样的流动性、自流性、自充实性等施工性能指标。

在进行UHPC试验时,还需要注意以下几点:1.试验前要充分了解试验方法标准的要求,确保按照标准的要求进行试验。

混凝土中使用超高性能混凝土的方法

混凝土中使用超高性能混凝土的方法

混凝土中使用超高性能混凝土的方法一、前言超高性能混凝土(UHPC)是一种新型的高强度混凝土,其强度、耐久性、抗渗性、抗冲击性等性能均优于传统混凝土。

在工程建设中,UHPC的应用越来越广泛,尤其是在桥梁、隧道、水利工程等领域。

本文将详细介绍混凝土中使用UHPC的方法。

二、UHPC的特点UHPC是一种由水泥、超细矿物粉、硅酸盐、高强度钢纤维等材料组成的混凝土。

其主要特点如下:1. 高强度:UHPC的抗压强度可达到150MPa以上,是传统混凝土的5倍以上。

2. 高耐久性:UHPC具有较好的抗裂性和耐久性,可以抵抗较强的外部冲击和化学侵蚀。

3. 高抗渗性:UHPC具有较好的密实性和抗渗性,可以有效防止水、气体等的渗透。

4. 高可塑性:UHPC的可塑性好,可以制成各种复杂的结构部件。

5. 高施工性:UHPC施工简便,可采用传统混凝土施工工艺,且无需特殊设备。

三、混凝土中使用UHPC的方法1. 材料配合比设计UHPC的材料配合比设计是制备UHPC的第一步。

在设计配合比时,需要考虑到混凝土的强度、抗渗性、抗裂性等因素。

通常情况下,UHPC的配合比中水泥的用量较少,而超细矿物粉、硅酸盐等材料的用量较多。

2. 材料准备在UHPC的制备过程中,需要准备一些特殊的材料,如超细矿物粉、硅酸盐、钢纤维等。

这些材料的选择和质量控制对UHPC的性能影响较大。

因此,在准备材料时,需要严格按照配合比和相关标准进行选择和控制。

3. 混合过程混合是UHPC制备过程中最关键的环节之一。

混合过程应该充分搅拌,确保各种材料充分混合均匀。

通常情况下,UHPC的混合时间较长,需要采用特殊的搅拌设备。

4. 浇注过程UHPC的浇注过程与传统混凝土类似。

但由于UHPC的流动性较差,因此需要采用振捣、推挤等方式进行浇注。

在浇注过程中,需要注意控制浇注速度和温度。

5. 养护过程UHPC的养护过程对于其性能的发挥至关重要。

在养护过程中,需要注意控制温度、湿度等参数,确保混凝土的强度、耐久性等性能得到充分发挥。

uhpc混凝土强度

uhpc混凝土强度

uhpc混凝土强度超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, 简称UHPC)是一种新型的高强度混凝土,其强度远远超过传统混凝土。

本文将重点讨论UHPC的强度特点及其影响因素。

一、UHPC的强度特点UHPC的强度主要体现在抗压强度和抗拉强度方面。

其抗压强度一般可以达到150 MPa以上,远高于传统混凝土的50 MPa左右。

而抗拉强度可以达到10 MPa以上,是传统混凝土的两倍以上。

UHPC的强度主要得益于其特殊的组成材料和配比。

UHPC使用细尘煤灰、二氧化硅微粉等细颗粒材料替代部分水泥,采用高性能超细粉末状颗粒填充物填充水泥基体,同时添加合适的化学掺合剂和缓凝剂,经过高速搅拌和高压注模工艺制成。

这种特殊的配比和工艺使得UHPC具有更加致密的结构和更高的强度。

二、影响UHPC强度的因素1. 水胶比:水胶比是指水与固体骨料、粉状掺合料的质量比。

水胶比越低,UHPC的强度越高。

因为水胶比低能够降低水泥石胶体的孔隙度和孔径,提高致密性和强度。

2. 骨料:UHPC中使用的骨料一般选择颗粒细小、强度高的石英砂、石英粉等。

细颗粒骨料能够填充水泥基体的细微孔隙,增加致密性,提高强度。

3. 控制剂:UHPC中添加的控制剂主要包括缓凝剂和化学掺合剂。

缓凝剂的加入可以延缓水泥胶体的凝结时间,使得混凝土具有更好的流动性和可加工性。

化学掺合剂的加入可以改善混凝土的性能,提高强度。

4. 施工工艺:UHPC的施工工艺对其强度有着重要影响。

正确定量的材料配比、充分混合、适当的水化温度和湿度控制等都能够提高UHPC的强度。

三、UHPC的应用领域由于其卓越的强度特点,UHPC在工程实践中有着广泛的应用。

首先,UHPC可以用于制造高性能预制构件,如梁、柱等。

其高强度和耐久性使得这些构件能够承受更大的荷载和更恶劣的环境条件。

其次,UHPC还可以用于修复和加固老化结构,如桥梁、隧道等。

通过在老化结构表面喷涂UHPC,可以增加其抗震和抗风化能力。

混凝土中使用超高性能混凝土的方法与效果

混凝土中使用超高性能混凝土的方法与效果

混凝土中使用超高性能混凝土的方法与效果一、介绍超高性能混凝土超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)是一种高性能混凝土,具有极高的强度、耐久性、抗裂性和耐久性等特点。

UHPC的强度可以达到200MPa以上,其耐久性和抗裂性能也极为出色,是一种理想的混凝土材料。

二、超高性能混凝土的组成UHPC主要由水泥、粉煤灰、硅粉、石英砂、高强度钢纤维等原材料组成。

其中,水泥、粉煤灰和硅粉是主要的胶凝材料,石英砂是骨料,高强度钢纤维则是增强材料。

三、超高性能混凝土的优点1. 高强度:UHPC的强度可以达到200MPa以上,是普通混凝土的10倍以上,可以承受更大的荷载和压力。

2. 耐久性:UHPC具有极强的耐久性,可以抵抗气候变化、化学侵蚀和冻融循环等因素的影响。

3. 抗裂性:UHPC中添加的高强度钢纤维可以有效增强其抗裂性能,减少裂缝的产生。

4. 流动性:UHPC的流动性较好,可以在浇注时填充更多的空隙,提高混凝土的密实度。

四、使用超高性能混凝土的方法1. 设计混凝土配合比使用超高性能混凝土前,需要先进行配合比设计。

根据混凝土使用的场合和要求,确定混凝土的强度等级、骨料种类和比例、胶凝材料种类和用量等因素,制定出适合该场合的混凝土配合比。

2. 混凝土材料的准备混凝土材料需要进行充分的准备工作,包括水泥、粉煤灰、硅粉、石英砂、高强度钢纤维等原材料的储存、筛选和称量等。

这些材料的质量和用量都会影响到混凝土的强度和性能,需要严格控制。

3. 混凝土的制备将准备好的混凝土材料按照配合比进行混合,加入适量的水进行搅拌,直至混合均匀。

UHPC的搅拌时间较长,通常需要在搅拌机中搅拌10-15分钟以上才能达到要求。

4. 浇注混凝土将混凝土倒入浇注模具中,用振动器进行振捣,以排除混凝土内部的空隙。

在浇注过程中需要尽量避免混凝土流动过多,以免影响混凝土的密实度。

5. 养护混凝土混凝土浇注完成后,需要进行养护,以使其达到最佳的强度和耐久性。

超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用

超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用

超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,简称UHPC)是一种新型的建筑材料,具有极高的强度、耐久性和抗裂性能,被广泛应用于建筑工程中。

超高性能混凝土的研究始于上世纪90年代,最早由法国研发成功。

它的主要成分包括水泥、粉煤灰、硅酸、矿粉等材料,通过精细的生产工艺和特殊的配比方法来控制材料的水灰比和粒径分布,从而获得卓越的力学性能。

超高性能混凝土具有非常高的强度。

其抗压强度通常高达150-200MPa,是普通混凝土的5倍以上。

这使得超高性能混凝土可以用来制造更轻、更细的结构元件,减少建筑物的自重,增加使用空间。

超高性能混凝土具有卓越的耐久性。

它的密实性和抗渗性能远优于普通混凝土,可有效防止水分和二氧化碳的侵入,减缓钢筋锈蚀的速度。

这使得超高性能混凝土在海洋工程和石化工程等恶劣环境中具有较好的适应性。

超高性能混凝土具有出色的抗裂性能。

由于其特殊的配合比和成分,超高性能混凝土具有很好的自愈合能力,能够在一定程度上修复裂缝,延长结构的使用寿命。

这对于保护混凝土构件免受外界侵蚀和环境变化的影响至关重要。

超高性能混凝土在建筑工程中的应用也日益广泛。

它可以用于制造高层建筑的楼板、梁柱、墙面等结构元件,提高建筑物的整体性能和抗震安全性。

在桥梁工程中,超高性能混凝土可以制造更轻、更细的悬索桥、斜拉桥等特殊结构,减少材料的使用量,提高工程的经济性和可持续性。

超高性能混凝土还可以应用于钢筋混凝土构件的修补和加固。

在旧建筑的维护和修复中,超高性能混凝土能够填补钢筋混凝土表面的裂缝和破损,提高结构的力学性能和耐久性。

超高性能混凝土施工法

超高性能混凝土施工法

超高性能混凝土施工法超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种优质的建筑材料,其具有出色的力学性能和持久性能。

在建筑施工中,正确的施工方法是确保超高性能混凝土最大效益发挥的关键。

本文将介绍超高性能混凝土的施工法,包括材料准备、混合比设计、施工工艺等内容。

一、材料准备1.1 水:使用纯净的饮用水或蒸馏水,避免含有杂质或化学成分的水源。

1.2 水泥:选择高性能水泥,确保水泥的质量和稳定性。

1.3 骨料:使用优质的骨料,如细砂、细石、粉煤灰等。

骨料的选择应符合设计要求。

1.4 矿物掺合料:添加适量的矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉等,以提高混凝土的强度和耐久性。

二、混合比设计2.1 超高性能混凝土的混合比设计应根据工程要求和试验结果确定。

一般来说,混凝土的水灰比低于0.25,水胶比低于0.40。

2.2 混凝土的细骨料应根据设计要求选择适当的尺寸,通常为0.1-0.2mm。

2.3 添加化学掺合料和外加剂可以改善混凝土的流动性、减少收缩和提高抗裂性能。

三、施工工艺3.1 模板搭设:根据设计要求,在施工现场搭设好模板,确保模板牢固、平整,没有漏浆现象。

3.2 混凝土搅拌:将材料按照混合比例加入搅拌车或搅拌站,进行充分的搅拌。

搅拌时间一般不少于5分钟。

3.3 浇注施工:将搅拌好的混凝土均匀地倒入模板内,避免产生空隙和分层。

3.4 压实施工:采用振捣法对浇注的混凝土进行压实。

振捣应均匀、合理,以确保混凝土的致密性和力学性能。

3.5 养护:施工完成后,应进行适当的养护,保持混凝土的湿润状态,以提高强度和耐久性。

四、施工注意事项4.1 安全施工:在施工过程中,要重视安全措施,保障工人的安全。

使用防护装备,避免发生意外事故。

4.2 质量控制:施工过程中,要严格控制混凝土质量,避免材料、配比等方面的误差。

及时调整施工工艺,确保施工质量。

4.3 温度控制:超高性能混凝土的温度控制非常重要,应在施工前对温度进行调整和监测,避免温度过高或过低对混凝土性能造成不利影响。

超高性能混凝土设计原理

超高性能混凝土设计原理

超高性能混凝土设计原理超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种新型的高性能混凝土,具有强度高、耐久性好、抗裂性强等优点。

其强度和耐久性远超普通混凝土,可以满足特殊场合下的高强度、高耐久性和高性能要求。

本文将介绍超高性能混凝土的设计原理。

一、超高性能混凝土的组成和性能超高性能混凝土是由水泥、硅砂、高性能矿物粉、高性能粉煤灰、微晶玻璃、钢纤维、超细矿物填料、高性能聚合物和添加剂等组成。

超高性能混凝土的组成比例和材料性能的选择对其性能有着决定性的影响。

超高性能混凝土的性能主要包括强度、耐久性、抗裂性、变形性和耐久性等。

其中,强度是超高性能混凝土最突出的特点之一。

一般来说,超高性能混凝土的强度可以达到150MPa以上,有些甚至可以达到200MPa以上。

其次,超高性能混凝土具有较好的耐久性和抗裂性,可以有效地延缓混凝土的老化过程,同时也可以增加混凝土的使用寿命。

二、超高性能混凝土的设计原理超高性能混凝土的设计原理主要包括以下几个方面。

1. 设计强度等级的选择超高性能混凝土的设计强度等级是根据使用条件和要求来选择的。

一般来说,超高性能混凝土的设计强度等级应该大于等于使用条件要求的强度等级。

超高性能混凝土的强度应该通过试验来确定,试验方法主要有压缩试验、抗拉试验和抗弯试验等。

2. 材料的选择和比例的确定超高性能混凝土的材料选择和比例的确定是超高性能混凝土设计的重要环节。

超高性能混凝土的材料主要包括水泥、硅砂、高性能矿物粉、高性能粉煤灰、微晶玻璃、钢纤维、超细矿物填料、高性能聚合物和添加剂等。

水泥是超高性能混凝土的主要胶凝材料,应选择高强度和高活性的水泥。

硅砂是超高性能混凝土的主要细集料,应该选择高强度和高干缩率的硅砂。

高性能矿物粉和高性能粉煤灰是超高性能混凝土的主要活性材料,应该选择粒度细、活性高的材料。

微晶玻璃、钢纤维和超细矿物填料是超高性能混凝土的增强材料,应该选择高强度和高模量的材料。

超高性能混凝土标准

超高性能混凝土标准

超高性能混凝土标准超高性能混凝土(UHPC)是一种具有卓越性能的新型混凝土材料,其高强度、高耐久性、高抗渗透性等特点,使其在工程建设领域备受关注。

为了保证超高性能混凝土的质量和使用效果,制定了一系列的标准和规范,以确保其在工程实践中能够得到有效应用。

首先,超高性能混凝土的配合比应符合相关标准要求。

在超高性能混凝土的配制中,需按照一定的比例掺入特殊的细颗粒材料、高性能粉煤灰、矿渣粉等,以确保混凝土的致密性和微观结构的优化。

同时,水灰比的控制也是关键,过高或过低的水灰比都会对混凝土的性能造成不利影响。

其次,超高性能混凝土的材料选用应符合相关标准。

超高性能混凝土所选用的水泥、粉煤灰、矿渣等原材料,其质量和性能必须符合相关的国家标准,以确保混凝土的整体性能和稳定性。

同时,超高性能混凝土中所使用的纤维材料也应符合相关的标准要求,以保证混凝土的抗裂性能和韧性。

另外,超高性能混凝土的施工和养护应符合相关标准。

在超高性能混凝土的施工过程中,需严格控制搅拌、浇筑和养护的工艺流程,以确保混凝土的均匀性和致密性。

同时,在混凝土的养护过程中,需严格按照相关标准要求进行养护,以保证混凝土的早期强度和长期耐久性。

最后,超高性能混凝土的性能检测和评定应符合相关标准。

在混凝土的使用过程中,需要对其强度、抗渗性、耐久性等性能进行定期检测和评定,以确保其符合设计要求和使用要求。

同时,对于超高性能混凝土的使用范围和技术规范也需要进行明确的界定,以保证其在工程实践中能够得到有效应用。

总之,超高性能混凝土的标准化是保证其质量和使用效果的重要保障。

只有严格按照相关标准和规范进行配合比设计、材料选用、施工养护和性能检测评定,才能够确保超高性能混凝土在工程建设中发挥出最佳的作用,为工程建设提供更加可靠和持久的保障。

超高性能混凝土的原理

超高性能混凝土的原理

超高性能混凝土的原理一、引言超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)是近年来发展起来的一种新型高性能混凝土,其强度、耐久性、耐久性、抗裂性等等均优于传统混凝土。

UHPC是由水泥、硅烷、微硅粉、硅酸钠、高性能矿物掺合料、纤维材料等组成的一种混凝土。

其原理主要与微观结构、材料组分及加工工艺等有关。

二、微观结构原理1. 微观结构特点UHPC在微观结构上,由于掺入了大量的高性能细粉料和纤维材料,使得其微观结构更加致密,因此,UHPC的孔隙率非常小,最小可达到0.1%。

此外,UHPC中还含有一定量的超细微观颗粒,这些颗粒的直径一般在1-10微米之间,使得UHPC的微观结构更加细密。

2. 微观结构与性能的关系UHPC的微观结构决定了其具有极高的强度和耐久性。

由于UHPC的孔隙率非常小,水分子在混凝土内的透过性非常小,因此UHPC能够很好地防止水分子的渗透,从而提高了其耐久性。

而UHPC中的超细微观颗粒则能够填补混凝土内部的微观裂缝,从而提高了UHPC的抗裂性能。

三、材料组分原理1. 水泥UHPC中的水泥采用的是高强度的硅酸盐水泥或矿物质掺合水泥。

这种水泥具有较高的硬化速度和强度发展速度,能够有效地提高混凝土的强度。

2. 矿物质掺合料UHPC中的矿物质掺合料一般采用高性能的硅烷、微硅粉等,这些掺合料具有较高的活性和细度,能够提高混凝土的强度和耐久性。

3. 纤维材料UHPC中的纤维材料一般采用钢纤维、玻璃纤维或碳纤维等高强度纤维材料。

这些纤维材料能够有效地抵抗混凝土的拉伸和剪切力,从而提高混凝土的抗裂性能。

4. 高性能矿物掺合料UHPC中的高性能矿物掺合料一般采用硅酸钠等,这些掺合料具有较高的活性和细度,能够提高混凝土的强度和耐久性。

四、加工工艺原理1. 高温养护UHPC在制备过程中采用高温养护方法,一般将混凝土制成的样品放入高压蒸气锅中进行养护,使其得到充分的固化。

超高性能混凝土的制备与应用

超高性能混凝土的制备与应用

超高性能混凝土的制备与应用一、引言随着城市化进程的加快,建筑物的高度和桥梁的跨度也越来越大,因此对混凝土的力学性能、耐久性等方面提出了更高的要求。

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)作为一种新型材料,具有高强度、高韧性、高耐久性、高密实度等优点,已被广泛应用于桥梁、隧道、地下工程等领域。

本文将介绍超高性能混凝土的制备及其在工程中的应用。

二、超高性能混凝土的制备超高性能混凝土的主要组成部分包括水泥、骨料、矿物掺合料和高效活性掺合料等。

其中,高效活性掺合料是一种粉状材料,主要由硅酸盐、氧化物、水合物等组成。

它能够填充混凝土中的微孔和毛细孔,提高混凝土的密实度和强度。

超高性能混凝土的制备过程中,需要注意以下几个方面:1.材料选择。

需要选择优质的水泥、骨料和矿物掺合料,并选用高效活性掺合料。

2.搅拌方式。

采用高速、高效的搅拌方式,保证混凝土的均匀性。

3.加水量。

需要控制好加水量,以保证混凝土的流动性和成型性。

4.养护时间。

超高性能混凝土的养护时间比普通混凝土更长,通常需要养护28天以上。

制备好的超高性能混凝土具有以下特点:1.极高的强度。

通常可以达到100~200MPa以上,是普通混凝土的5~10倍。

2.高度的韧性。

由于采用了高效活性掺合料,超高性能混凝土的韧性也得到了提高。

3.良好的耐久性。

超高性能混凝土的密实度和抗渗性也比普通混凝土更好,可以有效地防止水、氯离子等的侵入。

三、超高性能混凝土在桥梁工程中的应用超高性能混凝土在桥梁工程中的应用已经得到了广泛的认可。

它不仅可以提高桥梁的承载能力,还可以使桥梁具有更长的使用寿命。

目前,国内外已经有许多采用超高性能混凝土建造的桥梁,例如法国的米肯桥、美国的6号跨湾大桥等。

这些桥梁不仅具有超强的承载能力,而且在极端天气等恶劣环境下仍然能够保持稳定。

四、超高性能混凝土在地下工程中的应用超高性能混凝土在地下工程中也具有广泛的应用前景。

超高性能混凝土的特点与施工技术

超高性能混凝土的特点与施工技术

超高性能混凝土的特点与施工技术超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)是一种新型的建筑材料,具有优异的力学性能和耐久性。

本文将介绍超高性能混凝土的特点以及其在施工过程中需要注意的技术。

一、特点1. 高强度:UHPC的强度远远高于传统混凝土,其抗压强度可达到150-200MPa。

这使得UHPC成为承受高荷载和抗震性能要求高的结构的理想选择。

2. 高耐久性:由于UHPC中的水泥胶体颗粒更细腻,水灰比更低,因此具有更高的致密性和耐久性。

UHPC在碳化、氯盐腐蚀和温度变化等环境条件下的性能更为出色。

3. 优异的抗渗性:UHPC采用了特殊配方和添加剂,能够有效地阻止水的渗透。

其微观结构可以细化混凝土的孔隙结构,提高抗渗性能。

4. 超细粒径:UHPC采用特殊的砂料和粉末,使得其具有极细的颗粒径。

细粒料可以提高混凝土的流动性和抗裂性能。

二、施工技术1. 配合比设计:UHPC的配合比设计是关键的一步。

需要根据工程的要求和具体情况,选择合适的水泥、矿物掺合料和化学添加剂等。

同时,需要对原材料进行充分的试验和测试,确保其性能符合要求。

2. 搅拌设备:UHPC的搅拌设备要求高效且能够提供均匀的搅拌效果。

选择搅拌设备时,要考虑其搅拌时间、搅拌方式和搅拌的剪切力等因素。

3. 浇筑和振捣:UHPC在施工中需要采用震动浇筑的方式,以确保其在模板内均匀分布,并排除气泡。

振捣的过程中要避免过度振捣,以免影响混凝土的致密性。

4. 养护:UHPC具有较高的初凝时间和强度发展速率,因此需要及时进行养护。

可以采用喷雾养护或覆盖湿布等方式,保持其表面湿润。

5. 施工注意事项:在施工过程中,需要注意UHPC的流动性和黏稠度。

可以根据需要进行调整添加缓凝剂或增粘剂,以确保混凝土的工作性能符合要求。

三、应用范围由于UHPC具有卓越的力学性能和耐久性,其应用范围广泛。

目前常见的应用领域包括:1. 高层建筑和桥梁结构:UHPC能够承受较大的荷载和抗震要求,因此被广泛应用于高层建筑和桥梁结构中,如超高层建筑、大跨度桥梁等。

【水泥系列】超高性能混凝土

【水泥系列】超高性能混凝土

引言概述:超高性能混凝土(UltraHighPerformanceConcrete,UHPC)是近年来在建筑工程领域得到广泛应用的一种新型建材。

它具有出色的耐久性、高强度、高韧性等特性,能够满足多种复杂工程需求。

本文将对水泥系列中的超高性能混凝土进行详细的阐述,包括其成分组成、特性、应用范围和未来发展趋势。

正文内容:1.成分组成1.1水泥基体:超高性能混凝土主要由水泥、细骨料和粗骨料组成。

其中,水泥被用作胶凝材料,通过与水反应形成水化产物,使混凝土具有一定强度。

细骨料和粗骨料负责填充水泥基体,增加混凝土的密实性。

1.2控制剂:为了改善超高性能混凝土的工作性能和强度,控制剂被引入其中。

常用的控制剂包括高性能减水剂、粉煤灰、硅灰等。

1.3纤维增强:为了增加超高性能混凝土的韧性和抗裂能力,纤维被添加到混凝土中。

常见的纤维包括钢纤维、聚丙烯纤维等。

2.特性2.2高耐久性:超高性能混凝土具有出色的耐久性,能够抵抗酸碱侵蚀、氯离子渗透等。

2.3优良的抗裂性能:由于添加了纤维增强材料,超高性能混凝土在承受荷载时能够承受更大的应力,从而减少了裂缝的产生。

2.4减少施工时间和成本:超高性能混凝土施工速度快,可以节约人力和时间成本。

3.应用范围3.1桥梁建筑:超高性能混凝土的高强度和耐久性使其成为桥梁建设的理想选择。

它可以应用于桥梁墩柱、桥面铺装等部位,保证桥梁的安全可靠。

3.2建筑外墙:超高性能混凝土可以制作各种外墙装饰板和构件,具有良好的防水、防火和耐候性能。

3.3隧道工程:由于超高性能混凝土的耐久性好,可以抵抗地下水渗透和隧道内部环境恶劣等问题,所以被广泛应用于隧道工程。

3.4节能建筑:超高性能混凝土密实度高,能够提供良好的隔热和隔声效果,被广泛应用于节能建筑。

3.5精细结构:超高性能混凝土具有优异的抗震性能和细腻的表面质感,被广泛应用于喷泉、雕塑等精细结构。

4.未来发展趋势4.1绿色环保:未来的超高性能混凝土将更加注重环境保护,绿色材料的应用将得到进一步推广。

超高性能混凝土的研制与应用

超高性能混凝土的研制与应用

超高性能混凝土的研制与应用随着现代建筑技术的不断发展,在建筑材料方面也有了新的突破和创新。

其中,超高性能混凝土就是一种新型的建筑材料,其可靠性和性能远胜于传统的混凝土材料。

本文将从超高性能混凝土的定义、研制及其在建筑领域中的应用等方面进行探讨。

一、超高性能混凝土的定义超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种由水泥、硅砂、钢渣等原材料组成的混合材料,其强度和韧性等性能达到了一定的要求。

它的主要特点是体积密度高、耐久性强、耐腐蚀、抗震等性能优异,具有极高的抗压、抗张、抗弯强度,且具有较好的耐火性能。

二、超高性能混凝土的研制超高性能混凝土的研制可分为材料制备、配合比设计、成型及加固等多个方面。

1. 材料制备超高性能混凝土的制备需要选用高质量的原材料,如水泥、硅砂、纤维、细骨料等,这些原材料一般都经过了特殊处理。

其中钢纤维和玻璃纤维等增强材料的添加可以增加超高性能混凝土的抗爆炸性能和冲击吸能性能。

2. 配合比设计在超高性能混凝土的设计中,配合比是非常重要的。

其配合比的设计应该根据生产工艺的要求和试验结果进行合理调整。

配合比确定后,需要进行混合。

混合时,应当根据硅砂、水泥等密度较小的原料进行逐步加入,确保混合均匀。

3. 成型超高性能混凝土一般采用特殊的成型方法,如压铸、抛模、压模等。

压铸工艺是一种常见的成型方式,具有成型速度快、密实度高等优点。

同时,还需要进行高温加固等处理,才能使其达到极高的硬度和强度。

三、超高性能混凝土在建筑领域的应用超高性能混凝土的应用范围非常广泛,主要应用在大型建筑结构、桥梁、隧道等工程建设中。

具体应用主要包括以下几个方面:1. 科技馆、博物馆等展馆建设超高性能混凝土具有极高的强度和韧性,可以在建筑中起到重要的支撑作用。

在展馆建设中,可以采用超高性能混凝土进行构建,可以展示出建筑结构的优美和科技感,达到展馆建设的目的。

2. 塔楼、高桥等建筑结构超高性能混凝土具有较高的硬度和稳定性,在塔楼、高桥等建筑结构中应用较广。

混凝土中使用超高性能混凝土的方法与效果

混凝土中使用超高性能混凝土的方法与效果

混凝土中使用超高性能混凝土的方法与效果一、超高性能混凝土的定义及特点超高性能混凝土是一种具有极高强度、高耐久性和耐化学侵蚀性的新型混凝土,其强度可以达到80MPa以上,抗压、抗弯和抗拉强度均较高,水泥用量相对较少,可以用于桥梁、高层建筑、隧道等重要工程中。

其主要特点有以下几点:1.高强度:超高性能混凝土的强度比普通混凝土高出3-4倍。

2.高耐久性:超高性能混凝土的耐久性强,可达50年以上。

3.耐化学侵蚀性:超高性能混凝土的耐化学侵蚀性好,能够抵抗酸碱腐蚀。

4.抗裂性好:超高性能混凝土的抗裂性好,可以有效地抵抗裂缝的产生。

5.施工性好:超高性能混凝土的施工性好,可以适应各种施工要求。

二、超高性能混凝土的配合比超高性能混凝土的配合比需要根据具体的工程要求来进行设计,一般来说其主要成分为水泥、矿物掺合料、粉煤灰、矿渣粉、石英粉、高性能砂、高性能骨料等。

在设计超高性能混凝土配合比时,需要考虑以下几个因素:1.水灰比:水灰比需要控制在0.20以下。

2.骨料配合比:需要选用高强度、低吸水率的骨料。

3.粉料配合比:需要选用高强度、细度适中的粉料。

4.掺合料配合比:需要根据具体工程要求来确定掺合料种类和配合比。

5.掺合料种类:可以选用矿物掺合料、粉煤灰、矿渣粉、石英粉等。

三、超高性能混凝土的制备过程超高性能混凝土的制备过程包括原材料的准备、配料、搅拌、浇筑、养护等过程。

1.原材料的准备:需要准备好水泥、矿物掺合料、粉煤灰、矿渣粉、石英粉、高性能砂、高性能骨料等原材料。

2.配料:按照设计的配合比,将各种原材料按照一定的比例进行配料。

3.搅拌:将配料后的原材料放入混凝土搅拌机中进行搅拌,确保混凝土均匀混合。

4.浇筑:将搅拌好的超高性能混凝土倒入模具中,进行浇筑。

5.养护:在混凝土浇筑完成后,需要对其进行养护,保持一定的湿度和温度,以确保混凝土的强度和耐久性。

四、使用超高性能混凝土的效果使用超高性能混凝土可以有效地提高工程的承载能力和耐久性,具有以下几个主要的效果:1.提高工程的承载能力:超高性能混凝土的强度高,可以提高工程的承载能力,使其能够承担更大的荷载。

超高性能混凝土配合比设计与工程应用

超高性能混凝土配合比设计与工程应用

超高性能混凝土配合比设计与工程应用超高性能混凝土(UHPC)是一种具有卓越强度、耐久性和耐久性的新型建筑材料。

它的材料性能非常优异,可以用于各种高要求的结构和工程。

本文将介绍超高性能混凝土的配合比设计和工程应用,并探讨其在现代建筑中的重要性和前景。

一、超高性能混凝土的特点超高性能混凝土是通过合理配合优质水泥、细颗粒级细填料、高性能粉煤灰、粉煤灰、微粉矿粉及高效减水剂、引气剂、高效增塑剂等材料精细搅拌后制成的一种具有极高性能的建筑材料。

其主要特点如下:1. 强度高:超高性能混凝土具有极高的抗压、抗弯和抗冻融性能,强度远远高于普通混凝土。

2. 密实性好:超高性能混凝土的微观结构非常致密,相对于普通混凝土来说,其孔隙率更低,导致其更好的耐久性。

3. 自蔓延性:超高性能混凝土具有良好的流动性,能够自行在模具中均匀分布,得到较好的成型效果。

4. 耐久性好:超高性能混凝土具备更低的渗透性和更好的抗化学侵蚀性能。

以上特点使得超高性能混凝土在一些对材料性能要求极高的领域有广泛应用。

二、超高性能混凝土的配合比设计超高性能混凝土的配合比设计是确保混凝土达到设计要求的关键步骤。

配合比设计应该符合混凝土的使用要求,包括强度、耐久性和可加工性等方面。

1. 水泥:选择高早强、粉体骨料细、具有较好粘结性能的水泥。

2. 骨料:选用粒径小、颗粒形状良好、强度高的骨料。

3. 粉煤灰:添加粉煤灰可以提高混凝土的强度和耐久性。

4. 微粉矿粉:微粉矿粉具有良好的活性,能够提高混凝土的强度和粘结性能。

5. 添加剂:根据不同的需求,选择合适的高效增塑剂、高效减水剂和引气剂等。

6. 处理剂:在混凝土搅拌的过程中,应添加一定的处理剂,以保证混凝土的流动性和稳定性。

在配合比设计中,需要控制水灰比、骨料的粒径分布、粒料与胶凝材料的比例、添加剂的种类和用量等因素,以确保混凝土的性能达到设计要求。

三、超高性能混凝土的工程应用超高性能混凝土在工程中可以广泛应用于各种结构和构件,如桥梁、隧道、地下工程、楼房等。

混凝土超高性能的原理及应用

混凝土超高性能的原理及应用

混凝土超高性能的原理及应用一、概述超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种高强、高韧、高密、高耐久、高抗渗、高耐化、高自洁、高耐磨、高温稳定性能的混凝土。

它是通过优化混凝土配合比、采用高性能细集料、使用高强度水泥、添加多种化学外加剂和特殊纤维等多种技术手段来实现的。

本文将详细介绍超高性能混凝土的原理及应用。

二、原理1.配合比设计超高性能混凝土的配合比设计是根据其性能要求进行的。

一般情况下,采用泊松比低、弹性模量高、抗压强度高、抗拉强度高、耐久性好、抗渗性好、自洁性好的细集料;采用高强度的水泥、高效的化学外加剂以及特殊纤维等。

超高性能混凝土的配合比要求材料的粒径分布要合理,细集料占总料量的比例要高,以保证混凝土的密实性和流动性。

2.细集料超高性能混凝土的细集料是由多种高强度、高韧性、高密度的细粒料组成的。

细集料的选择要符合以下几个要求:(1)粒径分布要合理,以便混凝土具有良好的流动性和密实性;(2)弹性模量要高,以提高混凝土的刚性和稳定性;(3)磨损率要低,以提高混凝土的耐久性和耐磨性;(4)抗拉强度要高,以提高混凝土的韧性和抗裂性。

3.水泥超高性能混凝土的水泥一般采用高强度的硅酸盐水泥,其强度等级要达到C80以上。

高强度水泥可以提高混凝土的强度和稳定性,从而增加混凝土的耐久性和抗渗性。

4.化学外加剂超高性能混凝土的化学外加剂主要包括减水剂、粘结剂、膨胀剂、缓凝剂、早强剂等。

这些化学外加剂可以改善混凝土的流动性、提高混凝土的强度、增加混凝土的耐久性和抗渗性。

5.特殊纤维超高性能混凝土的特殊纤维主要包括钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等。

这些纤维可以改善混凝土的韧性和抗裂性,增加混凝土的耐久性和抗渗性。

三、应用1.桥梁工程超高性能混凝土在桥梁工程中的应用越来越广泛。

其主要优点是强度高、耐久性好、抗震性强、抗渗性好、自洁性好等特点,可以大大提高桥梁的安全性和使用寿命。

超高性能混凝土的研究与应用

超高性能混凝土的研究与应用

超高性能混凝土的研究与应用混凝土作为一种重要的建筑材料,广泛应用于建筑、桥梁、道路、水利等各个领域。

而在近些年来,超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)因其优越的性能逐渐受到人们的关注。

本文将探讨超高性能混凝土的研究与应用,以及其在建筑工程中的潜在价值。

一、超高性能混凝土的定义首先,我们先来了解一下超高性能混凝土的定义。

UHPC是指一种强度大于150MPa、密度大于2400kg/m³、具有极高抗压、抗拉和抗弯能力,且动态弹性模量和低温韧性等性能卓越的混凝土。

二、超高性能混凝土的组成与技术指标超高性能混凝土的组成主要由水泥、选用细颗粒、高强度粗粒骨料、高性能粉料等原材料混合而成。

将其研制成功之后,其强度和性能极优,不仅可以满足普通混凝土无法达到的特殊需求,而且其经济效益也是普通混凝土的若干倍。

超高性能混凝土的技术指标非常高,其抗压强度高达200MPa以上,其抗折强度为30-40MPa左右,而且其相对固定收缩率小于0.4%,可达到近乎无收缩的效果。

三、超高性能混凝土的研究进展超高性能混凝土的研究尤其重要。

首先,在理论方面,要研究它的材料学基础和混凝土力学性能。

这些研究是超高性能混凝土技术研究的基础,也是超高性能混凝土应用的关键。

其次,在实践方面,随着相应的技术培训愈加普及,超高性能混凝土的应用也愈加广泛。

事实上,目前超高性能混凝土已经成为了很多建筑领域中的重要材料。

四、超高性能混凝土的应用前景与建设意义超高性能混凝土具有诸多特点,例如高强度、高耐久性、高韧性、低收缩率、高抗震性等,这些特点使它在道路、桥梁、隧道、商业厦、高层建筑等领域具有巨大的应用前景。

首先,UHPC可以用于建筑结构中,采用高强度UHPC可以减少建筑结构的截面,从而提高建筑的空间利用率,将建筑成本降至最低。

其次,UHPC可广泛应用于道路建设中,以其高密度、高韧性、充分保护结构而见长。

超高性能混凝土项目

超高性能混凝土项目
超高性能混 凝土项目
目录
01. 项目背景 02. 项目经济效益 03. 投资价值分析 04. 项目实施建议
1
项目背景
市场需求
建筑行业对高性能混凝土的需 求日益增长
超高性能混凝土具有高强度、 高耐久性、高抗裂性等优点
超高性能混凝土在桥梁、隧道、 高层建筑等工程中的应用广泛
超高性能混凝土项目符合国家 绿色建筑和可持续发展战略
3
投资价值分 析
市场前景
01 超高性能混凝土市场 需求巨大
02 超高性能混凝土技术 不断成熟
03 超高性能混凝土项目 投资回报率高
04 超高性能混凝土项目 市场竞争激烈
技术优势
1
2
超高性能混凝 土具有高强度、 高耐久性、高 抗渗性等特点
采用特殊工艺 和材料,提高 混凝土的抗压 强度和抗拉强 度
B
生产工艺优化:提高生产 效率,降低生产成本
C
设备维护:定期对设备进 行维护,降低维修成本
D
节能减排:降低能源消 耗,减少环境污染
收益分析
D 投资回收期:预计投资回收期
C
投资回报率:预计投资回报率
B
预期收益:预计项目建成后的收益
A
项目总投资:预计总投资额
投资回报率
项目总投资:1000万元 预期收益:每年100万元 投资回收期:10年 投资回报率:10%
政策支持
01
02
03
04
国家政策:支持超 高性能混凝土项目
的发展
地方政策:鼓励超 高性能混凝土项目
的研发和应用
资金支持:提供资 金支持,用于超高 性能混凝土项目的
研发和推广
技术支持:提供技 术支持和指导,帮 助超高性能混凝土 项目的研发和应用

超高性能混凝土在装配式建筑施工中的应用研究

超高性能混凝土在装配式建筑施工中的应用研究

超高性能混凝土在装配式建筑施工中的应用研究随着社会经济的发展和人口的增加,对于建筑行业提出了更高效、更节能、更环保的要求。

而传统的建筑材料无法完全满足这些需求,因此需要寻找一种新型材料来满足这些要求。

超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete, UHPC)作为一种新型材料,在装配式建筑施工中展现了巨大的应用潜力。

本文将重点探讨超高性能混凝土在装配式建筑施工中的应用研究。

1. 超高性能混凝土介绍超高性能混凝土是一种由特殊原料混合而成的具有极高抗压强度和卓越耐久性的新型建筑材料。

其主要特点包括:强度高、密实性好、耐久性优异、抗开裂性强以及自拔裂监测等。

与传统水泥相比,超高性能混凝土具有更低的渗透率,并且可以通过调整其成分以适应不同设计要求。

2. 装配式建筑的特点装配式建筑是指在工厂进行预制构件加工,然后经过现场组装而成的一种高效、环保的建筑方式。

与传统施工相比,装配式建筑具有以下特点:缩短施工周期、提高施工效率、减少人力资源浪费、降低对环境影响、灵活性强以及承重能力可调节等。

3. 超高性能混凝土在装配式建筑中的应用3.1 墙体结构超高性能混凝土在装配式建筑中可以作为墙体结构的主要材料。

由于其抗压强度高,在较薄墙体中使用超高性能混凝土可以实现更大的开间尺寸,减少了柱子和横梁的使用量。

此外,超高性能混凝土还具有良好的隔热性能,可以有效地节约能源。

3.2 地板系统超高性能混凝土也可以应用于装配式建筑地板系统中。

其卓越的抗压强度和自重轻的特点使得它成为替代传统钢筋混凝土地板的理想选择。

采用超高性能混凝土地板可以大大缩短施工周期,并降低工人劳动强度。

3.3 结构连接部件超高性能混凝土的高强度和耐久性使其成为装配式建筑中结构连接部件的理想材料。

通过使用超高性能混凝土制作连接部件,可以提高装配式建筑的整体抗震性能,并保证结构稳定性。

此外,超高性能混凝土还具有较好的耐久性,有效延长了建筑物的使用寿命。

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概述超高性能混凝土(UHPC)比传统的混凝土提供更高的抗压强度和抗拉强度。

由于UHPC较高的强度、刚度,耐久性,使其便于在桥梁上使用。

然而,一个缺点是,面板和梁的连接区域一般要有一个较厚的截面来确保适当的剪切连接,这使得甲板上的UHPC不能更薄,更轻。

此外,抗剪栓钉剪力连接件嵌入在UHPC板中对强度的影响与传统的混凝土板并不相同。

我们通过15个推测试探讨论一个栓钉剪切连接键嵌入在UHPC面板的情况。

我们测试了相对栓钉的极限强度极其相对滑移,并选择这些测试参数,以证明一个更薄的板的可行性。

我们研究栓钉的长细比,纵横比以及栓钉顶部的覆盖厚度以证实eurocode-4 AASHTO LRFD设计规范中提到的UHPC面板的几何约束的存在。

由试验得出,在不用损失栓钉的剪切强度情况下,其纵横比由4减少到3.1。

覆盖厚度可以50毫米减少到25毫米而不引起在UHPC裂缝厚板.然而,在所有情况下,都没有达到6毫米的延展性需求。

因此,在UHPC板中栓钉剪力连接件设计应按照弹性设计规范。

1.介绍超高性能混凝土(UHPC)是一种先进的由高强度基体和纤维组成的复合材料。

与传统的混凝土相比,它提供了优越的抗压强度(>150 MPa)和拉伸强度(>5 MPa)以及更高的弹性模量(>40 GPA)。

它通常是由波特兰水泥,硅灰,填料,细集料,高效减水剂,水和钢纤维组成。

UHPC正在越来越广泛地应用到各种民用基础设施。

特别是,许多调查发现,由于其较高的强度,刚度和耐久性,它确实适用于桥梁组件,如梁,板和连接节点。

有研究调查了UHPC作为一个面板组件的作用。

saleem等,开发了一个较薄的UHPC板系统以替代一个网格式钢面板。

coreslab 结构公司开发的华夫饼形状的UHPC面板,安装在雪松溪、瓦佩洛县,爱荷华的桥上。

我们研究了结构的表现,并提出了一个设计这个面板系统的包括连接部分的指南。

通过努力,我们开发了由FRP梁顶加上一层UHPC材料进行组合的组合梁。

陈和埃尔阿查用9.5-mm直径的玻璃纤维增强(GFRP)栓钉连接由空心箱体组成并覆盖了53毫米厚的UHPC层的FRP梁。

Nguyen等人。

开发了上覆预制UHPC板的FRP工字梁组成的组合梁,其中板采用了M16螺栓作为剪力连接器以及环氧树脂材料。

UHPC板50毫米厚,而螺栓嵌入深度为35毫米,导致螺栓顶部只有15毫米。

螺柱长细比为2.2。

这个顶部的厚度和纵横比不满足设计规范要求的50毫米和比列值4。

UHPC桥面板的可以比传统的混凝土桥面有一个更小的横截面。

然而,连接了板和钢梁的连接区域厚度应该比传统条件下的厚度要厚,以确保该剪切连接器可以正确安装和嵌入在在面板中,来符合现有的设计规范。

例如,以前开发的两个UHPC节点厚度分别为127毫米的厚度(5英寸)和203毫米(8英寸),这不低于混凝土桥面的厚度。

UHPC板最小的厚度为32毫米(1.25英寸),63.5毫米(2.5英寸),而剪切连接需要一个足够厚的UHPC板;这不利于降低自重和板的厚度。

本研究探讨嵌入在不同厚度UHPC板上的螺栓剪力连接件的结构反应,证实了设计规范的有效性。

自1960以来,由于复合结构的结构强度高,其已被广泛应用。

这种结构通常由一个钢梁和混凝土板通过适当的剪力连接件,如角、槽钢、双头和穿孔的肋,通过合适的剪力连接件传递剪切力的混凝土桥面。

由于其简单和快速的安装,双头螺栓是最常用的。

使用螺柱焊枪和优越的延展性使双头螺栓比其他剪切连接器更方便。

ollgaard等人的早期的实验工作对螺栓剪切连接器的静力强度进行了评估。

他们发现一种螺栓剪切连接器的静力强度由两个控制不同的失效机理决定:1.周围的混凝土压碎破坏,这与混凝土的抗压强度相关。

2.螺杆剪断破坏,这与螺杆的极限抗拉强度有关。

这个两种不同的控制机制间较小的值为螺栓的剪切强度设计值。

定义剪切连接件的静力强度计算公式为抵抗力因子,,取为0.85。

静力抗剪设计强度公式为其中分项系数,,为 1.25,纵横比因子,α,取决于螺栓的长细比,取为不同的规范给予了不同的抗力和分项系数。

然而,他们与式子的左边相似。

(1)和(2)考虑混凝土的开裂破碎以及混凝土强度,和弹性模量而不是指其力学性质。

(1)和(2)又考虑了螺杆的破坏,同样与混凝土的力学性能无关。

混凝土抗压强度低或适中时,混凝土破裂失效为主导因素。

当强度高时,螺杆拉断为主要的破坏形式。

混凝土抗压强度为30-40兆帕时为两种破坏形式的临界值。

考虑到超高性能混凝土的抗压强度超过150兆帕,螺栓拉断的形式显然总是控制螺柱剪力连接件的静力强度的因素。

ollgaard等人,报道他们的试样混凝土强度为18和35兆帕。

现有的螺柱剪力连接件设计规范的有效性需要被证实,因为UHPC极大的提高了混凝土强度。

UHPC板必须尽可能薄,以减少重量和施工成本,因而相关的几何约束是另一个重要的问题。

现有设计规范(The AASHTO LRFD andEurocode-4 )的约束导致在板和梁之间的连接区域的UHPC板变厚。

在两肋之间,最薄的区域,华夫板的厚度为63.5毫米。

而在交接区为200毫米。

萨利姆等人建立了薄板系统,两肋之间厚度为31mm,但连接处为125mm。

本研究发现,按照目前的设计规范,剪力连接件嵌入UHPC板时,只需75毫米厚度便能达到稳定要求。

第一个几何约束是螺栓的整体高度和螺杆直径之间的纵横比。

规范(The AASHTO LRFD provision 6.10.10.1.4)要求纵横比至少为4至3.第二个约束是螺栓的上覆厚度不应小于50mm且应穿入混凝土板50mm,以防止剪力连接件的纵向劈裂。

当桥面板使用常规的直径为17mm的螺栓时,遵循规范(The AASHTO LRFD),板的厚度为四倍螺栓直径加50mm的上覆厚度,即至少118mm厚。

所以复合连接件短而粗。

规范(The Eurocode-4 provision 6.6.5.1 )规定连接件表面厚度不应该小于30mm。

(The Eurocode-4 provision 6.6.5.2)规定连接件加固厚度要满足混凝土表相邻的加固要求。

由UHPC板并不需要加固,也不用满足(The Eurocode-4 )规范给出的上覆厚度的要求。

UHPC材料提供更高的强度和耐久性,因此,板的厚度可以比使用常规混凝土时要薄。

然而,由于几何约束,板梁交界处的厚度不能变小,以确保纵向剪切力的传递。

本研究探讨了栓钉剪力连接件对UHPC实心薄板的静力强度和工作有效性,有些因素限制其使用。

首先我们要关注的是:UHPC中的螺栓是否提供和在普通混凝土中一样的静力强度。

其次就是探讨其几何特性。

螺栓的安装受限于几何性质,如长细比和栓钉的上覆厚度。

实际上,现行的规范并不允许螺栓用于薄板中。

最后一点是UHPC板的混凝土强度远远大于普通混凝土,螺栓在其中的工作特性是否会和在普通混凝土中一样。

2。

实验步骤在弯曲复合构件中的剪切连接件,抵抗发生在梁和板之间的界面处的相对滑移。

测量剪力连接件静强度的最好方法是进行一个分布荷载作用下的抗弯梁试验。

然而,为了降低成本和减少时间,通常是用来一个直接推出测试代替。

实验测试的过程遵循eurocode-4-1-1设计规范的要求。

我们在表1中列出了5个试样组,分别是普通混凝土及UHPC-1至UHPC-IV。

每组三个试样A,B,C。

测试的关键变量为板厚,栓钉长细比和上覆厚度。

普通版用传统混凝土,做参照作用。

UHPC-1与普通板有相同的尺寸,但使用UHPC混凝土。

普通板和UHPC-1取同样的板厚,厚度与传统混凝土板厚一样,连接件满足规范给出的几何约束,即长细比至少是4,上覆厚度为50mm。

UHPC-II和UHPC-III试样取100mm厚的板,UHPC-II的螺栓上覆厚度为35mm,少于现行规范要求。

UHPC-III试样满足上覆要求但长细比仅为3.1,其小于规定的比列4。

UHPC-IV试样选用了最薄的板,仅为75mm,其上覆厚度和长细比分别为25mm 和3.1,同样不满足要求。

我们准备了双面推出试验,四个螺栓焊接在每一面,如图1所示。

这些双头螺栓满足AWS.D 1.1的B型要求,即最小屈服强度为350兆帕,最小拉伸强度为450兆帕,他们被螺栓焊接枪焊接在法兰上。

在本研究中,我们使用两种直径不同的螺栓,普通板和UHPC-1板使用22mm直径而其他组使用16mm直径,如表1所示。

我们根据板厚度选择直径,以满足长细比为4的要求。

普通板和UHPC-1板使用厚度为150mm板,而其他组使用更薄的板。

我们使用直接张拉及双剪切试验来检测双头螺栓的抗拉和抗剪强度。

直接测试的张拉台符合规范(AWS D1.1-2000)的要求。

我们选取中间的第三根螺杆进行试验以确定钢的剪切强度;这个测试是使用一个类似于Anderson和meinheit使用过的装置。

表2提供了超高性能混凝土混合物的成分:包含两种不同的长度的钢纤维,16.5和19.5毫米,取1%的体积混合。

设计UHPC压缩强度为180兆帕,而实测的最小强度为200兆帕;测得的最小抗拉强度为18兆帕,测得的弹性模量为4.5乘105 MPa。

测得的常规试件组的抗压强度为35兆帕。

用于模拟钢梁的钢型材的宽度,深度,腹板厚度,法兰厚度分别为300、300、10和15 mm。

UHPC不能轻易浇筑在垂直方向上,而是在腹板方向进行纵向切割,并浇筑在法兰盘上,以模拟现场浇筑的情况,如图2所示。

样品进行蒸汽养护,初始的养护温度为40°C,其后每小时上升10°C,直至达到90°C。

蒸汽养护持续3天,养护阶段末期,温度逐渐降低。

试验后,用螺栓将试样分离的两面拴在一起,在腹板的切割断面上使用M24高强度螺栓。

然后,我们用2000 KN的通用测试机施加载荷到试件上。

根据eurocode-4-1-1设计规范,采用循环荷载维持试样的稳定,破坏型钢与板之间的联系。

循环负载值为5%至40%的破坏荷载值,加载速度为0.82 /秒。

在循环加载后,通过0.005毫米/秒速度的位移控制,我们对试样进行持续的加载直到破坏。

试试样通过增加在一个在一个的位移控制不断加载速度为0.005毫米/秒,直到故障。

我们使用四台位于各板上120毫米处的LVDT传感器测量型钢与桥面之间的相对滑移,如图3所示。

为了避免板分离从钢截面上分离,我们将横向支撑杆安装在试样的顶部和底部。

我们用2台板外的LVDT传感器监控可能的滑移,如图4所示。

三.测试结果和讨论3.1。

螺栓的拉伸和双剪试验表3总结了拉伸和剪切试验测得的结果,其中双剪试验所得到的值被划分为两份以获得一个面的抗剪能力。

一些钢材抗拉屈服强度,极限强度超过了AWS D1.1-2000规范对应要求的350和450兆帕。

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