超高性能混凝土在中国的研究和应用

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超高性能混凝土的研究与应用前景

超高性能混凝土的研究与应用前景

超高性能混凝土的研究与应用前景超高性能混凝土(UHPC)是一种新型的混凝土,相较于普通混凝土具有更高的强度、更优异的耐久性和更佳的施工性能。

在建筑结构、桥梁、道路、隧道等领域,UHPC已经得到广泛的应用。

UHPC的研究始于上世纪80年代,最初由法国CBR公司研究开发,后逐渐发展壮大。

UHPC的主要成分由水泥、矿物质粉末、硅烷、钢纤维等组成,其中硅烷是该材料的关键成分之一,能够提高混凝土的强度和耐久性。

UHPC研究的目的是通过材料的优化设计,提高混凝土的性能,增强其抗压、抗弯、抗拉的能力,减少开裂等缺陷,从而满足人们对建筑材料的高强性能、高耐久性、高节能性、高可靠性、高安全性的需求。

在建筑结构领域,UHPC已经实现了全新的创新应用,例如:一下深入探讨UHPC的研究和应用前景。

一、UHPC在建筑结构中的应用前景1.预制混凝土构件:UHPC可以制作出各种形状、细腻质地的混凝土构件,使用UHPC制作的预制构件具有高强度、高密度、高耐久性和高加工性能,能够提高建筑的整体稳定、耐久性和安全性。

2.结构加强和加固:在建筑结构加固和加强领域,UHPC可增强构件的承载能力并修补损伤,提高结构的安全性和耐久性,尤其适合在较大跨度、高桥墩及独特造型的工程中大量使用。

3.地下隧道和地铁站:UHPC具有防水、防火、抗震、耐磨和高温等优秀特性,因此在地下挖掘隧道和地铁站中 UHPC应用广泛。

4.防爆墙体:UHPC用于制作防爆墙体时,可以有效地吸能分散冲击力,而且混凝土防爆墙体中添加钢纤维等材料时,可以有效地防止墙体裂缝,从而提高防护能力。

5.桥梁结构:由于UHPC具有极高的强度和耐久性,因此在桥梁结构领域中的应用也越来越普遍。

被广泛应用于制作桥墩、桥台、梁等建筑物结构。

6.大型商业建筑: UHPC在建筑领域已经可以完全替代传统的预制板、钢铁等材料,可以制作出更具有魅力和可持续性的文化城市建筑,例如:楼宇外墙、雕塑、纪念碑等。

超高性能混凝土国内研究及应用现状

超高性能混凝土国内研究及应用现状

超高性能混凝土国内研究及应用现状1、国内研究现状1993年,我国国家自然科学基金八五重点项目“高强与高性能商品混凝土的结构与力学性态研究”正式启动,共投入经费110万元,分别由清华大学、铁道科学研究院、中国建筑材料研究院和重庆建筑大学共同承担。

其中,由蒲心诚教授负责的90MPa-110MPa高性能商品混凝土研制工作,经过多年的研究,研究成功强度等级最高达150MPa的超高强高性能商品混凝土,研究表明,其流动性良好、耐久性优异,通过收缩补偿,其体积稳定性也很高。

对于国际上近年来出现的RPC,清华大学最早开始研究,随后湖南大学、北京交通大学、东南大学、中南大学等单位也对RPC的配合比、成型工艺进行了系统研究。

北京交通大学自1999年以来,对在常规的搅拌工艺条件下矿物掺合料、纤维品种与掺量、养护制度等问题进行了大量的试验研究。

在材料研究的基础上,设计了铁路桥梁中常用的T梁、箱梁、槽梁、无配筋RPC200空心板,并将RPC制品应用于实际工程中;重庆大学蒲心诚教授曾用碱矿渣商品混凝土技术制成了28d抗压强度为100MPa,110MPa,120MPa的UHPC,一年后强度增至132MPa;而湖南大学通过掺硅灰、高效减水剂和钢纤维并加热养护的技术途径配制了抗压强度高达298.6MPa的超高强钢纤维商品混凝土,这是目前我国超高强商品混凝土研究的最高强度记录。

2、国内应用现状我国从1992年开始引进UHPC这一概念,在研究中己取得突破性进展。

近十年来,UHPC己在很多工程中得以成功应用,例如北京首都国际机场、中华世纪坛、上海南浦大桥、金茂大厦等,并将在今后逐渐代替一百多年来普通商品混凝土在绝大多数工程中的使用。

以下为UHPC在国内应用的部分经典实例。

石景山转体斜拉桥隔离带北京市五环路石景山转体斜拉桥隔离带,采用了形状尺寸为2000mmxl200mmx60mm的无配筋RPC空心板,板内有直径为40mm的圆孔可切、可锯。

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是近年来建筑领域的一项新技术。

它是由一些特殊的材料组成,可提供优异的力学性能。

相比传统混凝土,它具有更高的强度、更高的耐久性、更高的抗裂性和更高的耐腐蚀性。

因此,超高性能混凝土在建筑工程中的应用越来越广泛。

本文将介绍超高性能混凝土在建筑工程中的应用及其研究进展。

1. 强度优化结构超高性能混凝土具有极高的抗压强度和抗拉强度,因此在建筑工程中可以用来优化结构设计。

例如,在高层建筑中,可以使用钢-混凝土组合结构和超高性能混凝土结构,以提高建筑的抗震性和承载能力。

此外,在桥梁等重要结构中,超高性能混凝土也可以用来增强结构的强度和稳定性。

2. 耐久性提高超高性能混凝土的耐久性能比一般混凝土强得多。

它不仅能够抵御化学腐蚀,而且能够抵御高温和高压力的影响。

因此,在建筑工程中,超高性能混凝土可以用于制作耐久性要求较高的结构构件。

例如,在水处理厂或海洋钻井平台等特殊场合,超高性能混凝土可以用来制造具有防腐蚀和防高温性能的构件。

3. 美学和设计性能超高性能混凝土在建筑领域的另一个重要应用是在设计和美学方面。

由于超高性能混凝土具有各种表面纹理和色彩,因此可以在建筑立面、地面和天花板上进行各种设计,以提高建筑的美观度。

在现代建筑中,超高性能混凝土的应用越来越广泛,很多建筑师正在探索创新的超高性能混凝土设计。

4. 研究进展目前,超高性能混凝土的研究进展主要集中在以下几个方面:(1)研究超高性能混凝土中的材料性能和力学性能。

(2)探索超高性能混凝土的成型和养护技术,以实现其工业化生产。

总之,超高性能混凝土在建筑工程中的应用前景广阔。

随着技术的不断进步和研究的深入,我们相信超高性能混凝土将会在未来的建筑工程中扮演更加重要的角色。

超高强高性能混凝土在我国的研究与应用

超高强高性能混凝土在我国的研究与应用

0 前言本文所指的超高强高性能混凝土是指强度达到100~149MPa 范围,可泵送、耐久性能优异的一种混凝土。

这是重庆大学蒲心诚教授在超高强高性能混凝土一书中提出的混凝土分类观点,根据其工作性能差异又可分为流态超高强混凝土和高流态超高强混凝土。

笔者认为,由于具有良好的可泵送性能,对于现浇混凝土结构,这种混凝土是这一强度范围内性能最优异的选择。

1 超高强高性能混凝土在我国的研究现状近年来,超高强高性能混凝土的研究得到迅猛发展。

研究主要集中在超高强高性能混凝土的强度实现途径、工作性能表现和耐久性能表现这三个方面。

1.1 超高强高性能混凝土的强度重庆大学蒲心诚教授及其博士生王冲等人对超高强高性能混凝土的制备方法以及性能进行了比较系统的研究[1],在国内较早提出了系统的超高强高性能混凝土制备方法,采用硅酸盐水泥+活性矿物掺合料+高效减水剂的技术途径,在国内最早制备出28d 抗压强度达到140MPa 的超高强高性能混凝土。

这一强度实现的技术途径,也是当前国际最为通用的技术途径。

超高强混凝土水灰比一般≤0.3,但是在类似的胶凝材料体系下,并不是水灰比越小,强度越高。

混合物的匀质性和流动性也会严重影响硬化混凝土的强度,匀质性和流动性越好,成型试件的缺陷越少,混凝土的强度也会越高。

超高强高性能混凝土在我国的研究与应用高育欣,吴业蛟,王明月(中建商品混凝土成都有限公司,成都 610052)[摘 要]调查了国内近二十年来超高强混凝土的研究和应用情况,对超高强高性能混凝土的强度实现途径、工作性能表现、耐久性能表现进行了总结归纳;对目前国内超高强混凝土的应用工程进行了调查,提出了超高强高性能混凝土大批量工程应用需要解决的问题,并进行了初步探索。

[关键词]超高强混凝土;高性能混凝土;应用Research and application of ultra-high strength high performance concrete in chinaGao Yuxin, Wu Yejiao, Wang Mingyue(CSCEC READY MIX CO., LTD, Chengdu,610052)Abstract: This paper ased on a survey of domestic research and application of ultra-high strength high performance concrete in the past 20 years, a review work about this area of strength realization, workability and durability is introduced. Besides, the problem concerning the mass practical application needed to solve is raised and preliminarily put forward.Key Words : ultra-high strength concrete; high performance concrete; application1.2 超高强高性能混凝土的工作性能对于超高强高性能混凝土的工作性能,蒲心诚教授等人的研究证明,高效减水剂起着主导作用,是超高强高性能混凝土流态化的基础。

超高性能混凝土在中国的研究和应用

超高性能混凝土在中国的研究和应用

超高性能混凝土在中国的研究和应用一、本文概述随着建筑行业的快速发展和工程要求的日益提高,混凝土作为一种重要的建筑材料,其性能优化和创新研究显得尤为关键。

在此背景下,超高性能混凝土(UHPC)作为一种具有优异力学性能和耐久性的新型混凝土,在中国的研究和应用逐渐受到了广泛关注。

本文旨在全面概述超高性能混凝土在中国的研究现状、应用领域以及未来发展趋势,以期为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示。

本文将介绍超高性能混凝土的基本概念、特点及其与传统混凝土的区别。

随后,将重点综述中国学者和工程师在超高性能混凝土制备技术、性能优化以及工程应用方面的研究成果和实践经验。

还将讨论超高性能混凝土在桥梁、建筑、道路等领域的具体应用案例,并分析其在实际工程中的优势和挑战。

本文将展望超高性能混凝土在中国未来的发展趋势,探讨其在绿色建筑、智能化施工等方面的潜在应用前景。

通过本文的阐述,希望能够促进超高性能混凝土在中国的研究和应用进一步深入,为推动建筑行业的可持续发展和创新发展贡献力量。

二、UHPC的基本性能超高性能混凝土(UHPC)是一种具有极高力学性能和耐久性的新型水泥基复合材料,其基本性能远超传统混凝土。

UHPC的抗压强度通常超过150 MPa,而其抗折强度更是高达30 MPa以上,这使得UHPC在结构应用中展现出极高的承载能力。

UHPC的弹性模量高,收缩和徐变小,这使得结构具有更好的变形性能和更高的耐久性。

UHPC的微观结构紧密,孔隙率低,这使得其抗渗性和抗化学侵蚀性能显著提高。

因此,UHPC在恶劣环境下,如高湿度、高盐度、高腐蚀性环境中,仍能保持较好的性能稳定性。

除了优良的力学性能和耐久性,UHPC还具有良好的工作性能。

其流动性好,易于泵送和浇筑,可以在复杂结构中实现精确的成型。

UHPC 的硬化速度快,早期强度高,这使得施工周期大大缩短,提高了工程效率。

UHPC以其卓越的力学性能、耐久性和工作性能,在中国的基础设施建设、桥梁工程、建筑修复等领域得到了广泛的应用和研究。

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【摘要】本文主要介绍了超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用。

在首先对超高性能混凝土的背景进行了介绍,阐明了其在建筑领域中的重要性和发展趋势;其次探讨了研究超高性能混凝土的意义,指出其对提高建筑工程质量和可持续发展具有重要意义;最后明确了本文的目的和内容。

在详细讨论了超高性能混凝土的特点,并分别从建筑结构、桥梁工程、海洋工程和地下工程等方面阐述了超高性能混凝土的应用情况。

在总结了超高性能混凝土的优势和应用前景,并提出了未来发展和改进建议。

通过本文的研究,可以进一步推动超高性能混凝土在建筑工程中的应用和发展,为建筑行业的可持续发展做出贡献。

【关键词】超高性能混凝土、建筑工程、研究、应用、特点、结构、桥梁工程、海洋工程、地下工程、总结、展望未来、建议、改进建议1. 引言1.1 背景介绍超高性能混凝土(UHPC)是一种具有极高抗压强度、耐久性和耐久性的新型建筑材料,具有优越的性能特点。

在建筑工程中,UHPC 可以大幅提高结构的承载能力和抗震性能,同时减少结构体积,提高结构的美观性和耐久性,极大地推动了建筑结构设计的发展。

在桥梁工程中,UHPC可以制作出更加轻巧、耐久和抗冲刷的构件,大幅提升桥梁结构的安全性和可靠性。

在海洋工程中,UHPC可以制作出防止海水侵蚀的耐久构件,保障海洋工程设施的长期稳定性。

在地下工程中,UHPC可以制作出更加耐磨、耐化学侵蚀的构件,保障地下工程结构的安全和稳定性。

研究和应用UHPC在建筑工程中具有重要意义,有助于提高建筑结构的性能和安全性,推动建筑工程的可持续发展。

1.2 研究意义超高性能混凝土是一种具有极高抗压强度、耐久性和耐久性的新型建筑材料,被广泛应用于建筑工程领域。

研究超高性能混凝土在建筑工程中的应用具有重要的意义。

超高性能混凝土的使用可以大大提高建筑结构的承载能力和耐久性,能够有效地延长建筑物的使用寿命。

超高性能混凝土具有较高的抗渗性和抗冻融性能,可以有效地减少建筑物因渗水而导致的损坏。

超高性能混凝土的研究及其应用综述

超高性能混凝土的研究及其应用综述

超高性能混凝土的研究及其应用综述摘要:超高性能混凝土(UHPC)属于一种新型的复合材料,有着优异的耐久性、强度以及韧性,能够适应不同工程的要求,具备十分广阔的发展与应用前景。

近年来,在建筑领域全面发展影响下,我国对于超高性能混凝土的探索与研究力度不断加大,已经成为热点研究领域。

本文就结合UHPC研究情况,针对其定义、制备技术、受力性能、应用等进行简单介绍,为该复合材料应用提供一定参考。

关键词:超高性能混凝土;性能;应用引言:近年来,随着社会经济发展速度不断增加,地下结构与桥梁工程等现代工程寿命要求越来越长,与工程相关的标准不断增多,对于混凝土等材料性能提出更高的要求。

在这种背景下,超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete)应运而生。

超高性能混凝土是依托堆积密度最大化原理制备而成的一种材料,与传统混凝土相对比,有着耐久、超高强度等优势,特别是在后续钢纤维加入后,其整体强度有着十分明显提高。

基于这种特征,UHPC被广泛使用到超高层建筑、大跨度的桥梁以及桥涵隧道等各种领域当中,在国防、市政领域也有着优异使用前景。

鉴于此,本文从UHPC的制备、性能、应用等几个方面进行分析。

一、UHPC的定义对于UHPC虽然并没有较为统一、完整的标准或者界定,但是从总体层面分析,其属于一种比传统高性能混凝土力学性能(即耐久与强度)更加优秀的水泥基复合材料[1]。

对于UHPC材料本质,现有两种观点,一种是认为UHPC仍旧属于混凝土,其中“C”即Concrete就是混凝土;另一种则认为其是一种与传统混凝土不相同的水泥基材料,“C”则是指(Cement-based Material)水泥基材料。

在2004年第一届国际UHPC会议当中,大部分专家都认可第二种说法。

因此,虽然UHPC仍旧继续使用过往混凝土名字,但是却可以将其理解成为一种全新的水泥基建筑材料[2]。

二、UHPC的制备(一)制备过程(1)原材料通常使用42.5级以上的各类水泥;石英砂,类型包括粗砂、细砂与中砂;硅灰,其主要成分包括二氧化硅与氧化钙,是由硅灰石矿石全面研磨粉碎形成的。

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。

超高性能混凝土在建筑工程中的应用技术

超高性能混凝土在建筑工程中的应用技术

超高性能混凝土在建筑工程中的应用技术一、前言随着现代建筑工程的不断发展,对建筑材料性能的要求越来越高,超高性能混凝土作为一种新型建筑材料,因其高强度、高耐久性、高耐热性等特点,逐渐被广泛应用于建筑工程中。

本文将从超高性能混凝土的特点、应用技术及工程实践等方面进行详细探讨。

二、超高性能混凝土的特点超高性能混凝土是一种新型建筑材料,相比于传统混凝土,其具有以下特点:1. 高强度超高性能混凝土的强度通常在150MPa以上,是普通混凝土的10倍以上,能够满足大跨度、大荷载的建筑结构设计需求。

2. 高耐久性超高性能混凝土的密实性和致密性较高,因此能够有效地防止水、气体和其他有害物质渗透,从而提高混凝土的耐久性。

3. 高耐热性超高性能混凝土的耐高温性能非常出色,能够承受高温环境下的长期使用,适用于高温地区的建筑工程。

4. 高抗震性超高性能混凝土的抗震性能较好,能够有效地减少地震对建筑物的影响,提高建筑物的安全性。

5. 施工便利虽然超高性能混凝土的强度和耐久性非常高,但其施工过程与普通混凝土相似,施工方便,可以使用传统的混凝土搅拌设备制备。

三、超高性能混凝土的应用技术超高性能混凝土的应用技术主要包括以下几个方面:1. 配合比设计超高性能混凝土的配合比设计非常重要,需要根据具体的工程需求以及混凝土的强度、流动性等特点进行合理的设计,以确保混凝土的性能达到预期效果。

2. 施工工艺超高性能混凝土的施工工艺与普通混凝土相似,但由于其强度和流动性较高,需要在施工过程中严格控制水灰比、施工温度等参数,以确保混凝土的性能达标。

3. 静态力学性能测试超高性能混凝土的静态力学性能测试是确保混凝土强度和耐久性的重要手段,测试包括强度试验、抗渗试验、抗冻融试验等。

4. 动态力学性能测试超高性能混凝土的动态力学性能测试可以评估其抗震性能和抗爆性能等,测试包括冲击试验、爆炸试验等。

5. 工程实践超高性能混凝土的工程实践应用非常广泛,包括桥梁、高层建筑、核电站等领域,其中最具代表性的应用之一是日本东京铁塔的加固工程,该工程采用了超高性能混凝土进行加固,取得了非常好的效果。

超高性能混凝土的应用与研究

超高性能混凝土的应用与研究

超高性能混凝土的应用与研究一、引言超高性能混凝土是一种新型的高强度、高抗压、高耐久、高密实的混凝土材料,由于其优异的物理性能和机械性能,被广泛的应用于桥梁、隧道、高层建筑、水利工程等领域。

本文将针对超高性能混凝土的应用与研究展开详细的讨论,包括其基本性质、原理、特点以及应用实例等。

二、超高性能混凝土的基本性质1、高强度超高性能混凝土的强度介于150-200MPa之间,是普通混凝土的5-10倍。

这种高强度是由于其采用了特殊的材料配方和制备工艺,例如使用高性能水泥、微硅粉、硅粉、钢纤维等,使得混凝土的密实度更高,使得强度更高。

2、高耐久性超高性能混凝土的耐久性非常好,它能够很好地抵御各种自然和人为因素的侵蚀,例如气候变化、酸碱等。

同时,在长期使用过程中,超高性能混凝土也不会发生明显的龟裂和变形。

3、高密实性超高性能混凝土的密实度非常高,其孔隙率只有1%左右,因此能够很好地防止各种化学物质和水的渗透,也能够很好地防止结构松动等问题的发生。

4、高可塑性超高性能混凝土的可塑性非常好,可以在不同的模具中制成不同形状的构件,也可以根据需要调整混凝土的配比,以达到最佳的性能。

三、超高性能混凝土的原理超高性能混凝土的制备原理主要有两种方式,一种是采用密实的细骨料和高硬度的矿物填料,另一种是采用高强度的骨料和高效的粘合材料。

在混凝土中添加适量的粘合材料和纤维增强材料,能够很好地提高混凝土的强度和耐久性。

同时,通过使用特殊的制备工艺,例如高压制模、振动压实等,也能够很好地提高混凝土的密实度和可塑性。

四、超高性能混凝土的特点1、高强度超高性能混凝土的强度非常高,能够承受较大的荷载和压力,因此在桥梁、隧道、高层建筑等领域得到了广泛的应用。

2、高耐久性超高性能混凝土的耐久性好,能够很好地抵御各种自然和人为因素的侵蚀,因此在水利工程、电力工程等领域也得到了广泛的应用。

3、高密实性超高性能混凝土的密实度高,能够很好地防止各种化学物质和水的渗透,也能够很好地防止结构松动等问题的发生。

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(UHPC)是一种具有极高力学性能和良好耐久性的先进建筑材料。

它由细颗粒材料、水、细水泥、超细矿物粉、高性能粘合剂和化学添加剂等组成。

UHPC的主要特点是具有较高的压缩强度、抗拉强度、抗弯强度、冻融循环性能、耐久性和耐化学侵蚀性。

因此,它被广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑、车站、码头等建筑工程中。

UHPC的研究和应用始于20世纪80年代,在欧洲和北美地区得到了较快的发展。

在中国,UHPC的研究和应用起步较晚,但近年来也受到了越来越多的关注。

目前,国内已经有一些UHPC应用于桥梁、隧道等工程中,同时也有一些研究人员对其进行了研究。

下面将从研究和应用两个方面来探讨UHPC在建筑工程中的情况。

一、UHPC的研究1. 研究内容UHPC的研究内容主要包括材料组成、制备工艺、物理力学性能、耐久性等方面。

在材料组成方面,主要研究水胶比、使用的细颗粒材料、超细矿物粉的种类和比例、高性能粘合剂等方面的配合。

在制备工艺方面,主要研究制备过程中的配料、搅拌、养护等方面。

在物理力学性能方面,主要是对UHPC的压缩强度、抗拉强度、抗弯强度、冻融性能等进行测试和评估。

在耐久性方面,主要是评估UHPC的耐久性和耐化学侵蚀性能。

2. 研究成果目前,国内的UHPC研究已经取得了一些成果。

首先是在材料组成方面,通过对材料配合的研究,得出了一些适合国内环境和材料的UHPC配方,如使用微硅粉替代部分高炉矿粉,能够提高UHPC的力学性能和耐久性。

其次,在制备工艺方面,国内学者研发了一种UHPC共旋器,可以实现球磨、混合、养护一体化,大幅提高了UHPC的制备效率和质量。

最后,在物理力学性能方面,国内学者进行了一系列实验,证明国内生产的UHPC具有较高的力学强度和耐久性能。

1. 应用领域在建筑工程中,UHPC的应用领域非常广泛,主要包括桥梁、隧道、高层建筑、车站、码头等领域。

特别是在桥梁和隧道领域,由于其较小的自重和优异的力学性能,UHPC不仅能够有效缩短施工时间,而且还能够提高工程的使用寿命和安全性。

高性能混凝土在建筑中的应用研究

高性能混凝土在建筑中的应用研究

高性能混凝土在建筑中的应用研究高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)是一种新型建筑材料,以其高强度、高耐久性、高抗开裂性、高抗渗性等优点,正在被广泛地应用于建筑领域。

本文将会从介绍HPC的基本特性,探讨其在建筑中的应用,以及对于建筑领域的未来发展进行研究。

一、HPC的基本特性HPC是一种采用特殊的配合比、使用高品质原材料、采用特殊施工工艺而制得的具有特殊性能的混凝土。

其与普通混凝土的区别在于其具备了以下几个基本特性:1.高强度:在常规约束下,HPC的抗压强度可达到80MPa以上,而普通混凝土的抗压强度一般只有30MPa左右,因此HPC可满足更高要求的承重能力。

2.高耐久性:HPC能够长期承受多种化学腐蚀、冻融循环等自然环境所带来的损害,因此适合用于长期暴露于恶劣环境中的建筑。

3.高抗开裂性:由于HPC的抗张强度较高,可较好地抵抗混凝土收缩、温度变化等原因所带来的开裂。

4.高抗渗性:HPC中采用的添加剂能够大幅减少混凝土的渗透系数,从而使其在受到水流、潮湿等环境的影响时,仍然能够保持较好的性能。

5.施工可塑性:相较于普通混凝土,HPC具有更加可塑的性质,随着施工时的摆布和振捣等措施,可使其达到更加完美的状态。

二、HPC的应用1.桥梁建筑作为建筑中的重要组成部分,大型桥梁的建设需要选用具有较高抗张强度的材料,以满足其对于承重能力的要求。

HPC由于其高强度、高抗张性以及防腐耐久等特点,因此是桥梁建筑中不可或缺的材料。

例如在中国的南京长江大桥和香港的港珠澳大桥的建设中,采用的就是HPC。

2.高层建筑在高层建筑的设计中,HPC可以作为重要的结构支撑材料,以满足建筑的承载需求。

其高强度、高耐久性以及抗开裂性等特征,使得其更适合于高层建筑的建造。

例如在美国的芝加哥,曾经建造了一座百余层的高楼——西尔斯大厦,其中使用的就是HPC。

3.地下设施对于地下设施来说,HPC的高抗渗性和耐久性,使得其能够长期遭受地下水泄漏、污水渗漏等环境对于它的损害。

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1. 引言1.1 背景介绍超高性能混凝土是一种具有卓越性能的新型混凝土材料,其强度、耐久性、抗裂性等性能远远优于传统混凝土。

随着建筑工程对材料性能的要求不断提高,超高性能混凝土的研究和应用也越来越受到关注。

背景介绍部分将探讨超高性能混凝土的起源和发展历程,介绍其在国内外的研究现状和应用情况,为后续的内容提供必要的背景知识。

超高性能混凝土的研究与应用始于上世纪80年代,最初是由法国学者提出,并在德国、日本等发达国家展开深入研究。

近年来,我国也开始重视超高性能混凝土的研究与应用,一些重大工程项目中已经开始采用超高性能混凝土,取得了显著的经济和社会效益。

通过对超高性能混凝土的背景介绍,可以更好地了解其在建筑工程中的研究和应用现状,为后续的内容铺设基础。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨超高性能混凝土在建筑工程中的应用价值和潜在优势,分析其特点和优势,比较其与普通混凝土的差异,探讨其在建筑结构中的性能表现,以及在施工工艺上的应用情况。

通过对超高性能混凝土的研究,可以为建筑工程领域提供更加可靠和持久的材料选择,提高建筑结构的抗压、抗拉和耐久性能,减少维护和修复成本,并推动建筑工程领域的技术创新和发展。

通过深入研究超高性能混凝土的应用范围和潜在优势,可以为未来的研究方向提供指导和借鉴,促进该领域的持续进步和发展,推动建筑工程领域向更加先进、绿色和可持续的方向发展。

1.3 意义和价值超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用具有重要的意义和价值。

超高性能混凝土的使用可以大幅提升建筑工程的耐久性和安全性。

其强度高、耐久性好、抗渗渗性强等特点,使得建筑结构更加稳固可靠,可以有效延长建筑物的使用寿命,减少维护和修复的频率,降低维护成本。

超高性能混凝土的应用可以实现建筑结构的轻量化设计,提升建筑的抗震性能。

由于超高性能混凝土的高强度和高韧性,可以减小构件截面尺寸,使得建筑结构更为轻便灵活,同时能够承受更大的荷载,在地震等极端环境下具有更好的抗震性能。

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, UHPC)是一种新型的建筑材料,具有出色的性能和广泛的应用前景。

本文将介绍超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用。

超高性能混凝土的特点是材料成分稳定、性能优异。

其主要成分包括水泥、细砂、粉煤灰、钢纤维等,通过精确控制配比和施工工艺,可以实现优异的力学性能,包括高强度、高韧性、高耐久性等。

超高性能混凝土的抗压强度一般在150MPa以上,抗拉强度在10-15MPa,其性能超过了传统混凝土材料。

在建筑工程中,超高性能混凝土的应用十分广泛。

在桥梁工程中,超高性能混凝土可以用于制作超高性能混凝土梁、墩、桥面板等结构件,提高结构的承载能力和抗震能力,延长使用寿命。

在地铁建设中,超高性能混凝土可以用于制作车站墙面、站台和隧道结构等,提高地铁结构的安全性和耐久性。

超高性能混凝土还可以用于制作高层建筑的柱、梁、墙等构件,提高结构的抗震能力和耐久性。

超高性能混凝土的研究也在不断深入。

学者们通过改变材料配比、添加外加剂等手段,不断改进超高性能混凝土的力学性能和工程性能。

在研究方面,超高性能混凝土的材料力学性能、耐久性能、施工工艺等方面得到了广泛关注。

研究人员通过添加纳米材料、改变配合比等措施,提高超高性能混凝土的抗裂性能和耐久性。

值得注意的是,虽然超高性能混凝土具有优异的性能,但也面临一些挑战和问题。

超高性能混凝土的成本较高,生产工艺复杂,使用范围有限。

超高性能混凝土的施工需要较高的技术水平和设备,对施工人员和设备要求较高。

超高性能混凝土是一种具有广阔应用前景的建筑材料。

其优异的性能可以广泛应用于桥梁工程、地铁建设、高层建筑等领域,提高结构的承载能力、抗震能力和耐久性。

经过不断的研究和技术创新,超高性能混凝土的性能和应用领域还有进一步的发展空间。

超高性能混凝土在中国的研究和应用浅述

超高性能混凝土在中国的研究和应用浅述
桥梁 构架有着 非常好 的吸收能量的能力 , 大大提 高了桥梁 构架的整体抗 震能力。 UH P C材料 有着较 小的收缩和徐变变形特性 ,这一特性在预应力结 构应用中的作用显得尤为突 出, 其有效地解 决了现 阶段大跨度预应力混 凝土桥梁 主要存在 的问题 ,即 由于预应 力损失所造成 的挠度过 大的 问 题, 大大降低了预应力的损耗 。 UH P C材 料具备优 良的耐久性 , 其 能够有效抵挡氯离子腐蚀、 冻融破
已经在众多土木 工程 中得 到了广泛 的应用 。 笔者将简要 阐述超高性能混凝土在桥梁工程应用 中的 良好特性 , 并对其在桥梁 工程应用 中的 实际情况进行分析。
关键词 : 超 高性 能 ; 混 凝 土
中图 分 类 号 : T U 5 2 8 文献标识码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 2 — 1 6 7 5 ( 2 0 1 6 ) 2 1 — 0 2 2 2 — 0 2
坏 以及碳 化磨损等 , 保 障了在桥梁 结构在复杂 的外 部环境 当中, 仍 旧能
够有效地抵挡各种腐蚀, 保证了桥梁 结构的使用寿命周期得 到延长 。 综上所述可知, 在桥梁工程 中应用 U HP C材料 , 能够节省材料 、 缩 小 结构截 面面积与构架 重量 、 提升 结构的整体跨度 , 同时也就 让桥 梁结构 内部的钢筋布设变得更为简单 , 降低 了工程难 度, 节省大量 的人力财 力, 还能提升整体结构的安全性、 耐久性和使用 寿命。
生重 大 变形 。
Байду номын сангаас
近年来 , 在世界范 围 内, 已经有越 来越 多 的装 配式 U HP C梁桥建造 完工 , 其截面形状分为 I 型、 T型、 型、 u型和箱型等 。例 如, 法 国境 内横 跨A 5 1 高速公路 的 P S 3 4天桥 ,就是一座 4 7 . 4 m跨径的典型预应力简 支 U HP C箱梁 。再 如 ,北 美首 座 UH P C公 路桥 ,位 于美 国 爱荷 华 州 的 Ma r s Hi l l 桥 ,其主体 结构就 是 由三片 U HP C带马蹄 T梁 ,整 体跨径 达 3 3 . 5 m, 梁高为 1 . 1 4 m, 同等标准下与普通混 凝土 T梁相 比较 , U HP C的材 料使 用更加节省 , 不仅提升 了整 体桥梁 结构的跨越 力 , 而 且还 减小 了 吊 装施工 的难度 。 由此 可见 ,装配式 桥梁不 仅能加快 工程进度 ,还能确 保每一 部分 UH P C构件 的质量完 好。 虽然 U HP C材料的前期成本较高 , 但 由于其耐久 性 良好 , 后续 的维护成本远 远小于现浇梁 , 并且在 复杂 多变的环境 影响

高性能混凝土(HPC)在国内外的应用发展研究

高性能混凝土(HPC)在国内外的应用发展研究

高性能混凝土(HPC)在国内外的应用发展研究摘要:高性能混凝土(HPC)是一种新型的建筑材料,本文总结了高性能混凝土在国内外的应用发展、存在问题及趋势,可供相关工程人员参考。

关键词:高性能混凝土,应用,趋势高性能混凝土作为一种新的建筑材料,其耐久性为普通混凝土耐久性的两倍以上,可增加混凝土结构安全使用寿命,减少造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾;可大量利用工业副产品和废弃物,尽量减少自然资源和能源的消耗,减少对环境的污染;收缩徐变小,适合建造高效预应力结构;高性能混凝土适用于高层、大跨、大体积、长跨桥梁、海底隧道、高速公路及严酷环境中使用的结构物,如核反应堆、海上结构和处于有腐蚀性介质环境的结构等的建筑和修补。

其他用于特殊用途的智能高性能混凝土更有着其独特的、其他混凝土难以替代的优势。

正因为高性能混凝土具有以上诸多优越性能,自从产生以来,便大放异彩,世界各国对其研究和应用势头的发展十分迅猛。

1、HPC在国外的研究应用现状1986~1993,法国由政府组织包括政府研究机构、高等院校、建筑公司等23个单位开展了“混凝土新方法”的研究项目,进行高性能混凝土的研究,并建立了示范工程。

1996年,法国公共工程部、教育与研究部又组织了为期4年的国家研究项目“高性能混凝土2000”,投入研究经费550万美元。

法国修建的3座高性能混凝土的斜拉桥一佩尔蒂大桥以及最近建设的埃洛恩河大桥和诺曼底大桥也都使用了高性能混凝土。

日本不仅应用超高强高性能混凝土住宅,而且用其制造预应力混凝土桥梁、预应力混凝土柱、桁架、管、电杆等。

日本在80年代后期研制开发高性能混凝土时,尤其重视混凝土的施工性能,特别是高流动性,要求浇筑混凝土后不振或微振。

日本自成型混凝土的发展是实现混凝土浇筑质量控制的重要一步。

这种流动性混凝土远距离泵送而不离析的特性减轻了混凝土的运输、浇筑和成型过程的人工操作。

如今日本已研制出使用寿命在500年以上的超高耐久性混凝土。

高性能混凝土在中国的研究和应用

高性能混凝土在中国的研究和应用

高性能混凝土在中国的研究和应用我国的建筑物与各大项目工程对于混凝土的要求越来越高,高强度与高性能的混凝土已经得到了逐步使用,为了确保这两种混凝土能够在以后的得到更加普遍的使用,本文将从配合比、养护方式、性能表现等多方面进行分析,结合目前的应用情况,探讨以后的发展方向。

标签:高性能混凝土;中国;应用一、高强度混凝土与高性能混凝土的优势与劣势(一)高强度高性能的混凝土强度在早期的增加速度显著,但是后期比较缓慢,甚至低于普通混凝土。

(二)混凝土的各项指标如强度、耐冻性、抗渗性、耐腐蚀、持久性等都是影响建筑工程质量的,而高强高性能混凝土的各项指标都高于普通混凝土,所以使用其进行施工的建筑工程寿命都比较长。

由于这些优势港口码头、高速公路、客运铁路以及隧道桥梁等都已经开始使用高强高性能混凝土。

(三)建筑构件的截面尺寸会受到混凝土强度的影响,由于高强高性能混凝土具有高强度,所以缩小了截面尺寸,那么从而建筑工程中的梁柱都会缩小体积,不但使建筑工程更加美观,同时建筑物重量得到较少且使用面积增加。

(四)高强高性能混凝土的明显特点就是高强度,所以配合料中的水泥也比普通混凝土使用水泥强度要高,而高强的混凝土在水热化过程中释放的热量会更多,那么混凝土裂缝就会产生的更加频繁,从而降低混凝土的整体性能。

(五)高强高性能混凝土中会增加不同的胶黏材料,虽然这些材料增加了混凝土的强度性能,但是含有的有害成分也对混凝土质量产生直接影响。

二、高性能混凝土的特点(一)高耐久性HPC具备高的抗渗性、抗腐蚀性及抗冻性,其中抗渗性是混凝土耐久性的最主要技术指标。

混凝土的抗渗性就是指在压力水的作用下混凝土抵抗渗透的能力。

混凝土阻止水向其内部流动的能力越好,说明混凝土的抗渗性越好。

抗渗性与耐久性息息相关,抗渗性良好的混凝土能够抵御外来侵蚀介质的影响,从而大大提高混凝土的耐久性。

(二)高強度HPC具有高的强度,这是HPC的一个重要特点。

HPC是通过严格的施工工艺和高质的原材料配制成的施工材料,强度发展速度快而稳定,早期强度高,后期强度不下降或持续增长。

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。

2022年中国超高性能混凝土(UHPC)技术与应用发展报告(上)

2022年中国超高性能混凝土(UHPC)技术与应用发展报告(上)

2022年中国超高性能混凝土(UHPC)技术与应用进步报告(上)近年来,中国在混凝土技术领域取得了显著的进步,超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete,简称UHPC)作为新兴材料正在逐渐得到关注和应用。

本文将对中国超高性能混凝土技术与应用的进步进行全面的考察和分析。

起首,我们来看一下UHPC的基本特征和优势。

UHPC的主要特点在于其卓越的抗压、抗弯、抗冲击性能,以及卓越的耐久性和自洁性。

相比传统混凝土,UHPC的抗压强度可以提高2至3倍,抗弯强度可以提高4至5倍。

这使得UHPC在建筑、桥梁、隧道等领域的应用具有宽广的前景。

其次,我们来分析一下中国超高性能混凝土技术的进步状况。

目前,中国的超高性能混凝土技术已经进入了成熟阶段,取得了一系列重要的冲破。

起首,中国的探究人员成功开发了一种高效的UHPC配方,将其抗压强度提高到了150至200MPa,达到了国际先进水平。

其次,中国的科研机构还重点探究了UHPC的性能控制和施工技术,为推广应用奠定了基础。

此外,一些建筑实践和工程应用也证明了中国超高性能混凝土的可行性和可靠性。

进一步来看,我们探究了中国超高性能混凝土应用的现状和进步趋势。

目前,中国的超高性能混凝土主要应用于高层建筑、桥梁、隧道、港口码头等重要工程。

在高层建筑领域,UHPC被广泛用于制作柱子、梁和楼板等构件,取代了传统钢筋混凝土的局限性。

在桥梁和隧道工程中,UHPC被应用于预应力构件、支座和防护墙等部位,提高了工程的安全性和耐久性。

随着技术的不息进步,超高性能混凝土在更多领域的应用也将逐渐增多,如海洋工程、水利工程等。

要推动中国超高性能混凝土技术的进步,我们需要解决一些关键问题。

起首,我们需要继续加强基础探究,不息提高UHPC的性能和稳定性。

其次,我们需要加强标准化和规范化工作,确保超高性能混凝土的质量和施工可行性。

同时,我们还需要培育更多的技术人才,推动技术的转化和应用。

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超高性能混凝土在中国的研究和应用
摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的科学技术的发展也越来越迅速。

超高
性能混凝土作为一种新型水泥基材料,具有强度高,耐久性优异的优点。

本文综
述了超高性能混凝土在中国的研究和应用。

使用常规辅助性胶凝材料取代水泥和
硅灰,在普通工艺下,也可制备出满足性能要求的超高性能混凝土。

硅灰和纳米
二氧化硅可加速超高性能混凝土胶凝材料的水化速度,但矿粉延缓了超高性能混
凝土胶凝材料的水化速度。

超高性能混凝土具有均匀致密的微观结构。

超高性能
混凝土的抗拉、抗弯、抗剪、粘结强度、峰值应变等均远大于普通混凝土,掺入
钢纤维可显著增大超高性能混凝土的韧性。

超高性能混凝土的抗冻性和抗锈蚀性
能均优于普通混凝土。

自从中国2005年第一次将超高性能混凝土应用于工程中,超高性能混凝土已经广泛应用于电缆槽盖板、高速铁路、地铁、桥梁、挂檐板和
人行道盖板中。

关键词:超高性能混凝土;中国;研究和应用
引言
相对于普通混凝土,超高性能混凝的力学性能、耐久性能等提高显著。

近年来,其在工程领域尤其是特殊工程领域逐步得到应用。

目前,我国针对高性能混
凝土的研究主要集中在原材料与制备养护工艺、力学性能、耐久性能等方面,尚
未形成系统、大规模的研究,一定程度了延缓了其在工程领域中的进一步推广。

本文基于对现有文献的总结分析,对目前超高性能混凝土研究内容与方向进行了
梳理归纳,并对未来研究方向与内容进行了展望。

随着未来高、大、深等超级工
程的建设,超高性能混凝土将具有更广阔的研究空间和应用前景。

1 原材料与制备养护条件
一直以来,研究人员都在尝试通过在原料中加入钢纤维、钢渣粉、稻壳灰等
材料以提高超高性能混凝土的强度,或者用超细粉煤灰、钢渣粉、稻壳灰等材料
作为替代材料以减少水泥、硅灰的用量,不仅节约成本、利于环保,而且能将超
高性能混凝土更好的应用于工程中。

用水泥、硅灰和超细粉煤灰以1∶0.25:(0.3-0.4)的胶凝材料比例,且水胶比小于0.16,通过100℃的热水养护制
备了超高性能混凝土,当胶砂比为1.2时,超高性能混凝土具有最佳的强度,
不掺钢纤维时的混凝土抗压强度达到200MPa,掺入3%(体积分数)长径比为60的钢纤维,混凝土的抗压强度接近250MPa,抗折强度达45MPa。

水泥、硅灰、
超细粉煤灰和钢渣粉做胶凝材料,用天然细沙取代标准砂,掺入2%的钢纤维,
在0.18水胶比下制备了超高性能混凝土,经90℃热水养护的超高性能混凝土抗
压强度达到了152MPa,抗折强度可达27.9MPa。

稻壳灰代替硅灰,当低温稻壳
灰掺量为50%,在100℃热水养护条件下,活性粉末混凝土的抗压强度可达115.1MPa。

剔除了硅灰,制备了超细水泥超高性能混凝土。

当矿粉掺量为30%,粉煤灰掺量为10%时,用超细水泥制备的超高性能混凝土抗压强度最大,流动度
最高,超高性能混凝土的生产成本较低。

当水胶比小于0.18,砂胶比为0.9左右,骨料为0.16-0.63粒径范围时,超高性能混凝土的抗压强度较高。

但是,为了增大辅助性胶凝材料的火山灰活性,提高超高性能混凝土的强度,传统的制
备工艺往往需要热养护,使得超高性能混凝土的应用局限于预制构件,大大限制
了超高性能混凝土的应用。

为了克服这个缺点,近年来,人们采用标准养护条件
制备超高性能混凝土。

用60%复合超细辅助性胶凝材料取代水泥和硅灰,并采用
天然黄砂作为骨料,采用三种养护制度(标准养护、蒸汽养护和蒸压养护),成
功制备出了抗压强度大于200MPa的超高性能混凝土。

大量使用矿物掺合料,并
掺入最大粒径为20㎜的粗骨料,采用常规搅拌、成型、养护工艺配制出了超高
性能混凝土。

当采用水胶比为0.16,胶凝材料总量为900㎏/m3(50%水泥,10%硅灰,20%磨细矿粉,20%石灰石粉),合适掺入减水剂和缓凝剂时,混凝土最
大坍落度为268㎜,90d抗压强度为175.8MPa,365d抗压强度为182.9MPa。

大量掺入辅助性胶凝材料,采用普通工艺,在标准养护制度下,制备出了抗压强
度为220MPa、抗折强度为70MPa的超高性能混凝土。

由于混凝土的生产制备会
增加能源的消耗,加剧环境污染,为了减少环境污染,将铁矿石残渣回收利用,
用铁矿石残渣作为骨料,研究了两种不同养护制度下超高性能混凝土的性能,研
究结果表明,用铁矿石残渣100%取代天然骨料显著降低了混凝土的工作性和抗
压强度。

然而,当铁矿石掺量不超过40%时,对于标养90d的试件,掺铁矿石的
试件强度和不掺铁矿石的试件强度相当;对于蒸汽养护2d的试件,和不掺铁矿
石的试件相比,掺铁矿石的试件抗压强度减小了11%,抗折强度增大了8%。

2 水化过程和微观结构
关于超高性能混凝土胶凝材料的水化过程,国内也有一些研究,主要集中在
标准养护制度下超高性能混凝土胶凝材料的水化过程。

三元正交设计下水泥-硅灰-矿粉胶凝体系下超高性能混凝土胶凝材料的水化过程。

研究结果表明,在标准养护制度下,硅灰改变水化的诱导期,减小了加速期出现的时间。

硅灰用量为15%
的混合物放热速率超过了不掺硅灰和矿粉的混合物,当硅灰用量从0%增大到15%时,加速期从7.23h降低到了4.77h。

然而,当硅灰用量增大到30%,水化放
热速率变慢,加速期增大到了6.37h。

矿粉主要延缓了潜伏期和加速期,掺入矿粉的混合物放热峰比纯水泥体系混合物出现的晚,当矿粉用量分别为25%和50%时,加速期分别为9.95和9.8h。

研究了纳米二氧化硅对超高性能混凝土水化
过程和微观结构组成的影响。

研究结果表明,掺入纳米二氧化硅改变了超高性能
混凝土胶凝材料的水化过程,由于纳米二氧化硅的火山灰效应和成核效应,随着
纳米二氧化硅掺量的增大,水泥水化的加速期和减速期都提前了。

掺入纳米二氧
化硅,也优化了超高性能混凝土的孔结构。

随着纳米二氧化硅的掺入,超高性能
混凝土的孔隙率和平均孔径减小。

和不掺纳米二氧化硅的超高性能混凝土相比,
掺入纳米二氧化硅超高性能混凝土的微观结构更均匀致密。

然而,当纳米二氧化
硅用量5%时,由于纳米二氧化硅的结团效应,不利于超高性能混凝土的微观结
构形成。

采用纳米压痕技术,研究了超高性能混凝土的微观性能。

研究结果表明,占据一半浆体体积的水化产物是由高硬度的水化相,大量未水化的水泥和粉煤灰
比水化产物具有更高的力学性能,可作为微骨料填充混凝土的孔隙,提高超高性
能混凝土的强度。

而且,临近骨料或纤维表面的浆体力学性能和浆体性能相近,
表明超高性能混凝土具有紧密的界面过渡区。

超高性能混凝土的水化产物主要为Ⅲ型C-S-H,氢氧化钙含量低,没有钙矾石。

超高性能混凝土的孔隙率约为5%,
主要为微小孔,孔径分布均匀(10nm左右)。

借助微观结构的扫描电子显微镜
技术,可以观测到超高性能混凝土的结构相当致密,基体结构几乎没有可以让有
害气体、水和侵蚀性溶液渗入的毛细孔道。

从扫描电镜图像上看,超高性能混凝
土在180d龄期时,水泥石结构非常致密,只有一些空气孔洞,这是由于水泥水
化及硅灰和磨细矿粉的火山灰效应造成的。

3 结语
在原材料研究方面,主要通过加入超细粉煤灰、钢纤维、钢渣粉、稻壳灰等材料的实验,以寻求提高超高性能混凝土强度的方法,并减少对环境的污染;在工艺研究方面,制备养护工艺研究,从高温养护向常温养护发展,使生产工艺更为简便;在力学研究方面,对抗拉强度、抗压强度、抗折强度、耐久性能的研究等,以及对耐久性方面的研究。

参考文献:
[1]王德辉,史才军,吴林妹.超高性能混凝土在中国的研究和应用[J].硅酸盐通报,2016,35(1):141~149.。

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