超高性能混凝土组合结构在桥梁工程中的应用与展望PPT培训课件
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用摘要】目前，随着当今道路桥梁施工数量与施工规模的不断扩大，道路桥梁的施工技术也实现了显著的提升。
在道路桥梁的施工之中，混凝土是一种关键性的施工材料，混凝土的质量对于道路桥梁工程的施工质量将会起到直接的影响作用。
但是在具体的混凝土施工过程中，因为受到各方面因素的影响，使得混凝土很容易出现裂缝情况，进而对道路桥梁整体的结构、安全性及其使用寿命造成不利影响。
为避免此类情况的发生，高性能混凝土开始在道路桥梁的建设施工之中得到广泛应用，并凭借其高密实度、低水化热和高强度等优势在道路桥梁的建设施工之中发挥出了显著的优势。
【关键词】高性能混凝土技术；道路桥梁；应用1 导言高性能混凝土与其他传统类型的混凝土在物质结构方面有很大的区别。
高性能混凝土在性价比、稳定性、强度性、耐久性等方面都要比传统的混凝土高。
将高性能混凝土运用于桥梁工程施工中，能够充分利用其高强度的特质，很好地满足了桥梁的墩基和主梁等桥梁工程重要构件建设要求。
2 高性能混凝土介绍相较于普通混凝土，它具有以下特点：由于掺加了超细矿物质粉及高效减水剂，所以高性能混凝土的用水量很低，并能减小其内部空隙，这样能使成型的结构长时间保持安全稳定。
对于混凝土的抗冻融性，它是衡量混凝土耐久性的关键指标之一，我国大部分地区四季分明，冬夏两季温差较大，作为适应性出色的高性能混凝土，应能适应这种环境要求，因此其抗冻融性必定符合要求。
生产中掺加一定量引气剂，通过封闭气孔的适量引入，能对应力与渗透作用予以缓冲，进而提高抗冻性能。
在工作性方面，首先是坍落度不容易发生变化，因粘度相对较大，振捣时，粗集料不会快速沉降，振捣相同的时间，其沉降的距离相比较短，且均匀性与稳定性均较好。
另外，因其水灰比很小，含有的自由水也很少，所有能有效防止泌水和离析。
在体积稳定性方面，它指的是受到物理或化学作用后，体积发生变化幅度较小的能力。
硬化初期，高性能混凝土的水化热不会很高，同时在硬化之后只会发生很小的变形，所以其体积稳定性良好。
高性能混凝土PPT演示课件
1
主要内容
一、高性能混凝土含义 二、使用高性能混凝土意义 三、高性能混凝土与普通混凝土差别 四、铁路高性能混凝土结构耐久性设计要求 五、铁路高性能混凝土原材料质量要求 六、铁路高性能混凝土配合比设计要求 七、铁路高性能混凝土施工要求 八、铁路高性能混凝土试验检测工作 九、高性能混凝土的成本分析 十、高性能混凝土在铁路工程中的应用
与普通混凝土相比高性能混凝土的生产和施工 并无需要特殊的工艺，但是在各工艺环节上普通混 凝土不敏感的因素，高性能混凝土却很敏感，因而 需要更为严格控制和管理。
40
四、铁路混凝土结构耐久性的设计要求
●何谓混凝土结构的耐久性设计？ ●铁路混凝土结构耐久性的设计要求
☆ 1、设计使用年限级别 ☆ 2、环境类别及作用等级 ☆ 3、混凝土耐久性指标
20
使用高性能混凝土意义
我国土建工程耐久性现状
民用房屋
工业厂房 海港码头 桥梁 隧道
干湿交替的室外构件过早锈蚀 30－40年 20－30年 大修 10－20年 大修 浪溅区最严重 除冰盐侵蚀 10－20年大修 渗漏严重
钢筋保护层过薄！ 混凝土等级过低！ 钢筋过细！ 断面过薄！
21
使用高性能混凝土意义
13
使用高性能混凝土意义
破坏因素 碳化
钢筋锈蚀
Cl-离子
冻融交替 盐冻
碱——集料反应
硫酸盐侵蚀 渗水
盐结晶
单项破坏因素的防止措施
主要措施 提高砼强度（C40~50以上可不考虑）
保证保护层厚度 加大保护层厚度 降低Cl-离子渗透系数（掺加粉煤灰、 矿粉适当提高混凝土强度）
掺合优质引气剂，保证混凝土的含气量
配和粒形较好），冲洗干净。
e3x__第二章高强混凝土和中高强钢筋在桥梁结构中的应用
钢绞线也增加了许多新品种；性能优良的螺旋肋钢丝逐渐取
代刻痕钢丝；二股、三股钢绞线使高效预应力构件小型化成 为可能，强度等级也基本齐全，最高可达1860Mpa，甚至更 高。目前我国中、高强钢丝、钢绞线的生产能力已超过100 万吨，完全有条件实现向高效预应力结构构件转化。
但是，所有这些质优价低的新钢筋品种推广速度太迟缓。 特别是HRB400钢筋（新Ⅲ级钢），早在20世纪80年代已完成 了产品研制及应用研究，20世纪90年代已经鉴定，但至今仍 未能普遍推广，在桥梁结构中很少有人采用。究其原因
2020/12/22
除了设计人员受传统设计习惯的影响外，还与陈旧设计规范 和所谓“标准图”设计的约束有直接的关系。在向市场经济 转轨，特别是我国加入WTO以后，设计管理体制如何适应技 术进步是值得我们深思的问题。 新修订的<桥规JTG D62>虽然没有明确提出钢筋混凝土结构 以HRB400为主导钢筋的设计思想，但已将其作为钢筋混凝 土结构主要用钢之一列入规范。我们相信，随着科研和工程 实践的进展，HRB400钢筋在桥梁工程中的应用，必然会有 更大的发展。
2020/12/22
首先，利用我国的钒（V）资源优势，对热轧钢筋微合 金化而生产出质高价低的HRB400热轧钢筋（新Ⅲ级钢 筋）， 其强度较HRB335钢筋（原Ⅱ级钢筋）提高了20%，且具有 较高的延性和锚固性能及可焊性，品种规格也比较齐全，其 强度价格比为HRB335钢筋（原Ⅱ级钢）的1.12倍。使用 HRB400钢筋可以降低配筋率，减少施工工作量，应大力推 广。
新修订的《建混规GB50010》基于混凝土结构对钢筋性 能的要求，分析了我国钢筋应用中的问题，参考了国际上用 钢的趋势，以及我国冶金工业所能提供的产品，
超高性能混凝土在桥梁中的应用研究
超高性能混凝土在桥梁中的应用研究一、引言二、超高性能混凝土的定义和特点1. 超高性能混凝土的定义2. 超高性能混凝土的特点三、超高性能混凝土在桥梁中的应用1. 超高性能混凝土在桥梁上部结构中的应用2. 超高性能混凝土在桥梁下部结构中的应用四、超高性能混凝土在桥梁中的优势和挑战1. 超高性能混凝土在桥梁中的优势2. 超高性能混凝土在桥梁中的挑战五、超高性能混凝土在桥梁中的成功案例1. 北京首都机场T3航站楼2. 香港-Zhuhai-Macau大桥六、结论引言：桥梁是交通运输的重要组成部分，其结构的安全性和耐久性是保障道路交通安全和畅通的必要条件。
超高性能混凝土是近年来发展起来的一种新型材料，其具有优异的力学性能和耐久性能，被广泛应用于桥梁的建设中。
本文将介绍超高性能混凝土的定义和特点，探讨其在桥梁上下部结构中的应用，分析其在桥梁中的优势和挑战，并以北京首都机场T3航站楼和香港-Zhuhai-Macau大桥为例，介绍超高性能混凝土在桥梁中的成功应用。
超高性能混凝土的定义和特点：1. 超高性能混凝土的定义超高性能混凝土是指具有高强度、高韧性、高耐久性和高稳定性的混凝土材料，其抗压强度一般在150MPa以上，抗拉强度一般在7.5MPa以上，最高可达20MPa以上。
2. 超高性能混凝土的特点超高性能混凝土具有以下特点：（1）高强度：超高性能混凝土的抗压强度和抗拉强度都很高，可以满足桥梁结构的强度要求。
（2）高韧性：超高性能混凝土的韧性好，能够抵抗裂缝的扩展和变形，提高桥梁结构的耐久性和安全性。
（3）高耐久性：超高性能混凝土的耐久性好，能够抵抗氯离子侵蚀和碳化等腐蚀作用，延长桥梁结构的使用寿命。
（4）高稳定性：超高性能混凝土的稳定性好，能够保持结构的稳定性，减少桥梁结构的变形和损坏。
超高性能混凝土在桥梁中的应用：1. 超高性能混凝土在桥梁上部结构中的应用超高性能混凝土在桥梁上部结构中的应用主要包括以下几个方面：（1）梁板结构：超高性能混凝土可以用于制作梁板结构，具有高强度和高刚度，能够满足桥梁的承载要求。
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用_0
高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用在道路桥梁工程施工技术不断发展和创新的推动下，高性能混凝土在道路桥梁工程中应用的范围也越来越广泛。
由于高性能混凝土在施工过程中对施工技术与过程控制提出了严格的要求。
因此，施工企业在道路桥梁工程施工过程中，不仅要严格的按照基本的施工技术准则和标准施工，而且还应积极的加强高性能混凝土浇筑控制与后期养护方案的创新和改革，才能在充分发挥高性能混凝土技术优势的基础上，为我国社会主义现代化建设的顺利进行提供强有力的支持。
标签：高性能混凝土技术；道路桥梁工程；施工应用引言高性能混凝土技术凭借自身耐久性强、抗压强度大、稳定性高、性价比高的优势，广泛应用在道路桥梁工程施工当中，极大程度上提高了道路桥梁工程的施工质量。
在具体的应用环节中，施工人员要明确高性能混凝土技术在配制、养护、浇筑等方面的具体标准，并选择质量优良的原材料，充分发挥高性能混凝土技术的施工效果，推动我国交通建设、城市化建设的可持续发展。
1道路桥梁工程施工中合理应用高性能混凝土技术的现实意义所谓高性能混凝土，主要指的是利用先进的科学技术，对普通混凝土配合比进行合理的优化，在混凝土中加入一定量的细砂与外加剂，有效提升混凝土施工强度、抗压性能与耐久性等，属于一种新型混凝土。
由于高性能混凝土的力学性能比较稳定，将其应用到道路桥梁工程当中，能够保证工程能够在规定的时间内完工，减小外界环境因素对道路桥梁施工进度的影响。
另外，高性能混凝土施工工艺的出现，对各类工程施工质量起到一定加强效果，工程中的各个分部分项工程成本逐渐下降。
对于工程之中的施工单位来说，要对施工人员加强施工教育，让施工人员能够严格遵守高性能混凝土施工流程来开展施工工作。
对于高性能混凝土施工之中时常遇到的难题，运用妥善、有效的处理对策，有效减少混凝土施工材料的浪费，保证道路桥梁工程结构更加稳固。
2高性能混凝土的优势2.1 耐久性强高性能混凝土具有耐久性强的优势。
超高性能混凝土(UHPC)研究综述ppt课件
课程学习要求
1 实践为主，积极参与研究生的ＲＰＣ梁抗剪结 构试验，学习试验方法，了解试验过程，有时间 尽量多可能积极参与试验。 ２ 对UHPC的（ＲＰＣ）相关内容要多看资料， 及时做笔记，掌握材料配比，熟悉试验参数，观 察试验现象，分析试验结果。 ３ 通过学习和参与试验，完成一篇3000字的试验 报告，或者写作一篇科研论文。
超高性能混凝土（UHPC） -研究综述
课程性质和地位
性质：超高性能混凝土（Uitra high Perforance Conc rte）结构研究与应用是一门研究型选修课。 地位：是一门提高本科生专业素养，扩展国际视野，培 养科研能力的拓展课程，也是给准备考研的同学提供超 前学习机会的课程。 前期基础课程：混凝土结构设计原理及混凝土结构、房 屋建筑学、土木工程材料、材料力学、理论力学、结构 力学等。
1）同普通混凝土一样， UHPC的抗拉强度从高到 低依次为轴拉强度、劈拉强度以及弯拉强度，但是 对于各种 测试结果之间的比值量化关系，目前为 止还没有公认的定论；
2）随砂胶比的增大，RPC的抗折强度、抗压强度 均减小；随水胶比的增大，RPC的抗折强度增大， 但是抗压强度在水胶比为0.18时达到最大值；随钢 纤维掺量的增大，ＲＰＣ的轴拉强度、劈拉强度和 抗折强度均增大， 但是抗压强度在钢纤维掺量２ ％时达到最大值。
课程学习目的
1 了解国家高性能混凝土材料研究前沿，顺应 时代新能源新材料的需求。 2 指导学生本科阶段研究学习，培养学生对科 协研究的兴趣，培养科学思维，为未来的深造 和就业做准备。 3 以为UHPC为载体，了解科学研究工作需要做 哪些准备？研究什么内容？其过程如何？ 4 学会查找参考文献，熟悉论文写作。
４.２ 体积稳 定性、 收缩、
４ 材料性能研究
高性能混凝土技术PPT课件
400
280
0.55
C35
400
300
0.50
C40
450
320
0.45
C45
450
340
0.40
C50
不宜高于450，最大不应 高于480
360
0.36
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二 高性能混凝土的配制
2 参数要求
2.2 不同环境作用下，矿物掺和料的掺量宜满足下表要求。
环境类别
矿物掺和料种类
≤0.40
水胶比
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二 高性能混凝土的配制
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二 高性能混凝土的配制
3 配合比设计
3.3 核算单方混凝土的碱含量、氯离子含量和三氧化硫含量是否符规 定，核算浆体比是否符规定。否则，应重新选择原材料或调整基准 配合比，直至满足要求为止。 3.4 按上述确定的配合比拌和混凝土，测试混凝土的坍落度、含气量、 泌水率和凝结时间等。若试验值与要求值存在差别，可适当调整砂 率和外加剂用量，直至调配出拌合物性能、碱含量、氯离子含量和 三氧化硫含量满足设计要求的混凝土。试拌时，每盘混凝土的最小 搅拌量应在20 L以上，且不少于搅拌机容量的1/3。
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二 高性能混凝土的配制
2 参数要求
2.4 混凝土的浆体体积应满足下表要求。
强度等级
浆体体积
C30～C50（不含C50）
≤0.32
C50～C60（含C60）
≤0.35
C60以上（不含C60）
≤0.38
注：浆体体积即单位体积混凝土中胶凝材料、水和空气所占的体积。
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二 高性能混凝土的配制
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高性能与超高性能混凝土的发展与应用PPT课件
硅水生产时回收粗粉 3.17
石灰石粉
2.71
硅粉
2.26
细骨料
2.58
粗骨料
2.62
比表面积 （cm2/g）
3400 600 18000 200000
体积加权 平均粒径（μm）
19.57 90.74 6.04
细度模量
2.73 6.63
调粒水泥粉体的配比、符号及填充率
代号
A B C D E
普通水泥 100 70 70 70 70
10.8
27.8
64.8
11.9
38.3
45.6
54.0
161.8
86.0
18.5
17.6
86.7
13.6
15.9
63.2
8.9
43.5
55.0
38.1
111.7
76.8
17.2
41.9
58.8
13.9
40.5
51.2
59.7
158.3
82.6
26.6
28.6
88.0
16.5
27.4
65.9
13.1
将含僵石的粘土煅烧，压碎之后 得到胶凝材料，其中有石灰、烧粘土 及粘土。把砂石胶结起来，或把僵石 胶结起来，做成房屋的地面，经长期 碳化，表面坚硬，像石材。这就是 5000年前中国最古老的混凝土。
2、古罗马的混凝土
距今2000年前
古罗马利用火山灰、石灰为胶凝材料，将火山渣 或砂石胶结起来，得到了古罗马时代的混凝土，他们利用 这种混凝土建造了教堂、斗兽场等建筑物。比较著名的有 古罗马的万神庙。
HPC和UHPC的发展和应用
第七届HS/HPC国际会议上，认为超高 性能混凝土是混凝土技术突破性进展， UHPC应用的强度高达250MPa，而且耐久 性比HPC大幅度提高，说明混凝土材料和 技术已进入了高科技时代。
超高性能混凝土组合结构在桥梁工程中的应用与展望
19
钢桥的两个公认难题
解决钢桥面的开裂与铺装损坏的常规思路
常规 钢桥面
加大钢桥面厚度 ? 改进钢构造细节 ?
桥面铺装（50～75mm）
钢桥面板
无法从根本上解决问题！
20
超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
解决钢桥面疲劳裂纹和铺装易损坏的新思路 超高性能混凝土轻型组合桥面
磨耗层（15～30mm）
8
人行桥、铁路桥 顶棚、外墙等
应用与研究现状
桥名
Sherbrooke Pedestrian Bridge Bourg-Les-Valence Bridges Sunyudo (Peace) Footbridge Sakata-Mirai Footbridge Caland Bridge Sainte Pierre La Cour Bridge Shepherd's Creek bridge Mars Hill Bridge Torisaka River Bridge Gaertnerplatz Bridge Jakway Park Bridge Wild bridge 滦柏干渠大桥 马房大桥
加拿大 Sherbrooke桥
法国 Bourg-lès-Valence OA4 桥
2001年，世界上第一座 UHPC 公路桥--法国 OA4 公路桥
10
应用与研究现状
2006年，我国第一座 UHPC 桥梁--青藏铁路滦柏干渠大桥
青藏铁路滦柏干渠大桥
奥地利 WILD 桥
2010年，世界上第一座UHPC公路拱桥--奥地利 WILD 桥
3
超高性能混凝土定义
以RPC为基础的UHPC材料研究与应用，为当今水泥
基材料发展的主要方向！
高强混凝土和中高强钢筋在桥梁结构中的应用课件
高强混凝土的浇筑和养护应符合规范要求，避免出现施工缺陷。
加强质量控制
高强混凝土的质量控制应贯穿于整个施工过程，确保施工质量符合 设计要求。
02 中高强钢筋在桥梁结构中的应用
中高强钢筋的特性
01
02
03
高强度
中高强钢筋的抗拉强度和 屈服强度较高，能够承受 更大的荷载。
良好的塑性和韧性
未来桥梁结构的发展方向
绿色化
未来桥梁结构的发展将更加注重环保和可持续发展，采用更加环保 的材料和施工方法，降低能耗和资源消耗。
智能化
随着信息技术和智能化技术的发展，未来桥梁结构将更加智能化， 实现结构的自监测、自诊断和自修复，提高结构的安全性和耐久性 。
精细化
未来桥梁结构的设计和施工将更加精细化，注重细节处理和质量控制 ，提高结构的可靠性和稳定性。
降低工程成本
中高强钢筋的强度高，可 以减少钢筋的使用量，缩 短施工周期，从而降低工 程成本。
中高强钢筋在桥梁施工中的注意事项
严格控制质量
中高强钢筋的材质特殊，需要严 格控制进场材料的质量，确保钢
筋的质量符合设计要求。
合理使用焊接工艺
中高强钢筋的焊接工艺不同于普 通钢筋，需要采用特殊的焊接工
艺，确保焊接质量。
缩短施工周期
由于高强混凝土和中高强钢筋的强度和性能较高 ，可以减少施工过程中的时间和人力成本，从而 缩短施工周期。
联合应用的注意事项
合理选材
01
在选择高强混凝土和中高强钢筋时，应根据桥梁的具体情况和
设计要求进行选择，以确保其性能和强度符合要求。
优化设计
02
在联合应用高强混凝土和中高强钢筋时，需要进行优化设计，
《高性能混凝土》课件
操作技巧
熟练掌握模具的安装和拆卸， 合理调整板机参数，确保施 工质量。
施工工艺
1
浇筑要点
在合适的时间和温度条件下，将混凝土均匀浇筑到模具中。
2
振捣要求
通过振动和敲击模具，将混凝土排除气泡，提高密实性。
3
养护措施
确保混凝土的初始强度和养护期内的稳定性，避免开裂和渗水。
高性能混凝土的质量控制
检测标准 技术方法 质量保证
严格按照国家和行业标准进行各项性能的检 验和测试。
采用专业仪器和设备，辅以经验和专业知识， 确保各项指标符合要求。
建立完善的质量管理体系，进行全过程的质 量控制和追溯。
高性能混凝土的市场前景
发展趋势
随着工程建设的不断推进 和技术进步，高性能混凝 土的应用前景广阔。
各国形势
发达国家在基础设施和特 殊工程领域对高性能混凝 土的需求不断增长。
《高性能混凝土》PPT课件
# 高性能混凝土 ## 简介 - 什么是高性能混凝土 - 特点与优势 - 应用领域
原材料
水泥
基础材料，提供混凝土的结合 特性和强度。
矿物掺合料
增强混凝土的耐久性和扩展特 性。
骨料
提供强度和填充性，增加混凝 土的抗压能力。
外加剂
改善混凝土的可流动性和工作 性能。
配合比设计
我国市场现状
高性能混凝土在我国市场 应用广泛，但仍有很大的 发展空间和潜力。
结论及展望
核心竞争力
高性能混凝土的优异性能和可 靠质量是其核心竞争力所在。
未来发展趋势
随着科技进步和工程需求的变 化，高性能混凝土将持续创新 与发展。
技术瓶颈与创新思路
通过技术创新和工艺改进，克 服混凝土施工确定混凝土的比例和 配合方式。
高强高性能混凝土PPT课件
原材料：
➢ 水泥：冀东52.5普硅 硅粉：天津铁合金厂
➢ 砂子：FM=3.1
石子： 5～20mm碎石
➢ 高效减水剂DFS-2
水胶比：0.23
性能
➢ 和易性良好：拌合物坍落度20.5cm(2h基本无损失)、无离析泌水、泵
送顺利(泵压18～20MPa)
➢ 现场制作15cm立方试件，28h强度125~131.6MPa
受压状态下的断裂能
NSC
强度
35MPa
曲线下的面积
0.11m2
试件面积
0.00735m2
试件长度
200mm
压状态下的断裂能 0.17N·mm
HSC
105MPa 0.23m2
0.00735m2 200mm
0.36N·mm
3.10.1 高强混凝土
2 混凝土高强化的技术途径与措施
技术途径？：
➢ 胶结材料本身的高强化 ➢ 高强度的骨料； ➢ 强化胶结材料与骨料的界面结合力
第三章 混凝土
高强高性能混凝土 High Strength/Performance Concrete
3.10.1 高强混凝土
楼高：601米
楼 高高4度41为.8 米95，m的共第26层以下墙壁C 8 0 1混 地 达040凝下碎 高 C．层8土室石 度5；0米强，底最 为；度碎板大4：5石最粒2Cm最8厚径的0大；为第粒210径2m61m层4;m以m下; 墙高壁 核 心度筒为混57凝0m土的剪第154层以下墙壁C60，
天津永定新河大桥
3.11.1 轻骨料混凝土
挪 威 海 上 石 油 钻 井 平 台
3.11.1 轻骨料混凝土
新西兰一座轻混凝土构件建造的体育场
3.11.1 轻骨料混凝土
超高性能混凝土在桥梁建设中的应用
超高性能混凝土在桥梁建设中的应用超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC）是一种新型的高性能混凝土，它具有极高的抗压强度、抗拉强度、抗冲击性、耐久性等优点。
由于其优异的性能，UHPC已经广泛应用于桥梁建设领域，为桥梁建设提供了更多的选择。
一、UHPC的特点和性能1. 极高的抗压强度：UHPC的抗压强度可以达到150MPa以上，是普通混凝土的10倍以上。
2. 极高的抗拉强度：UHPC的抗拉强度可以达到10MPa以上，是普通混凝土的几倍以上。
3. 极高的抗冲击性：UHPC的抗冲击性能非常好，可以承受较大的冲击力。
4. 耐久性好：UHPC具有优异的耐久性，可以长期承受环境的侵蚀。
5. 密实性高：UHPC的密实性非常高，可以有效地防止渗透和泄漏。
二、UHPC在桥梁建设中的应用1. 桥梁墩体：UHPC可以用于桥梁墩体的制造，其高强度和耐久性可以有效地提高桥梁的安全性和使用寿命。
2. 桥梁拱顶：UHPC可以用于桥梁拱顶的制造，其高强度和耐久性可以有效地保证桥梁的稳定性和安全性。
3. 桥梁梁板：UHPC可以用于桥梁梁板的制造，其高强度和耐久性可以有效地减少梁板的变形和裂缝。
4. 桥梁伸缩缝：UHPC可以用于桥梁伸缩缝的制造，其密实性和耐久性可以有效地防止水和灰尘进入伸缩缝内部，从而保证伸缩缝的正常使用寿命。
5. 桥梁防护层：UHPC可以用于桥梁防护层的制造，其高密实性和耐久性可以有效地防止水和灰尘进入桥梁内部，从而保证桥梁的长期使用寿命。
三、UHPC在桥梁建设中的优势1. 提高桥梁的安全性：UHPC具有极高的抗压强度和抗拉强度，可以有效地提高桥梁的安全性。
2. 延长桥梁的使用寿命：UHPC具有优异的耐久性，可以长期承受环境的侵蚀，从而延长桥梁的使用寿命。
3. 减少桥梁的维修成本：由于UHPC具有优异的耐久性，可以长期使用而不需要进行维修，从而减少桥梁的维修成本。
超高性能混凝土研究进展及工程应用PPT课件
氧
• 第四级
化
• 第五级
钙
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• 第二级 • 第三级 • 第四级 • 第五级
氢 氧 化 钙
• 水化硫铝酸钙： 先形成钙矾石，后形成单硫型水
化硫铝酸钙，钙矾石为针状晶体，单 硫型水化硫铝酸钙为片状晶体，在水 化产物中占15%～20%
水 化 硫 铝 酸 钙
硬化水泥石中的孔隙
物理作用
• 超细颗粒掺入混凝土由 于“颗粒紧密堆积 （ particle packing ） ”效 应或 “微填充（micro filling）”作用，在水泥 石中起着微集料的作用 ，也称为微集料效应。
• 作用效果：
增加密实度和强度
改善界面结构
减少用水量
化学作用
• 掺合料中的活性氧化硅、 活性氧化铝与水泥石中的 氢氧化钙发生二次水化反 应，生成水化硅酸钙、水 化铝酸钙、水化硫铝酸钙 等水化产物；减少了氢氧 化钙，增加水化硅酸钙等 胶结力强的水化产物。这 种作用称为火山灰效应。
•混凝土外加剂进一步发展：高效减水剂等 •粉煤灰、硅灰和其他矿物外加剂的应用增加 •混凝土的流动性增加（如流态混凝土） •水灰比减小 •出现并定义了：
–高强混凝土：≥60 MPa； –特殊高强混凝土：≥80 MPa； –超高强混凝土：≥120 MPa
•出现并定义了：
–高性能混凝土（耐久性更好的高强混凝土）
硅灰用作混凝土掺合料，由于比表面积高， 需水量大，使用时必须与减水剂配合使用，才 能保证混凝土的和易性。硅灰具有很高的火山 灰活性，可配制高强、超高强混凝土和高性能 、超高性能混凝土 。
硅灰的粒形
硅灰的粒径
• 单击此处编辑水母泥版文本样式硅灰 • 第二级 • 第三级 • 第四级 • 第五级
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韩国
2002ห้องสมุดไป่ตู้
120
中承式拱桥人行桥
Sakata-Mirai Footbridge
日本
2002 50.2
简支梁人行桥
Caland Bridge
荷兰
2003
-
钢桥面公路桥
Sainte Pierre La Cour Bridge
法国
2005
19
简支梁公路桥
Shepherd's Creek bridge
澳大利亚 2005
人行桥、铁路桥 顶棚、外墙等
公交站台、井盖 机场跑道等
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应用与研究现状
桥名
桥 址 年 份 跨径/m
桥型
Sherbrooke Pedestrian Bridge 加拿大 1997
60
桁架梁人行桥
Bourg-Les-Valence Bridges
法国
2001 22.5
两跨连续梁公路桥
Sunyudo (Peace) Footbridge
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超高性能混凝土定义
以RPC为基础的UHPC材料研究与应用，为当今水泥 基材料发展的主要方向！
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超高性能混凝土定义
活性粉末混凝土RPC，是90年代中期法国Bouygues公司 Richard等人研制出的一种超高性能混凝土；
是近三十年来最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材约10倍 约1.2倍 约200倍 约20%
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超高性能机理
骨料按最大密实度理论配置，以减少内部缺陷 掺加纤维以增加强度与韧性
毫米级骨料 微米级水泥等
亚微米级硅灰
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1.2 应用与研究现状
材料性质
材料配合比 制备工艺 力学性能 耐久性
已较为成熟 全面研究中
工程应用
桥梁工程 建筑工程 市政工程 军事工程
难题之二----正交异性桥面板的疲劳裂缝
钢面板疲劳裂缝
横隔板焊缝疲劳裂缝 面板
纵肋
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钢桥的两个公认难题
出现两类病害的主要原因 沥青铺装层的高温、疲劳性能和粘结强度不足； 钢桥面板的刚度不足； 应力幅过大（超载）； 构造细节处理不当，焊接残余应力等偏大。
19
钢桥的两个公认难题
解决钢桥面的开裂与铺装损坏的常规思路
5
超高性能混凝土定义
“超高性能混凝土” 包含两个方面“超高”: 超高的 力学性能和耐久性
混凝土类型
抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） 弹性模量（GPa） 材料断裂韧性（kj/m2）
徐变系数
RPC200
170～230 30～60 40～60 20～40 0.29～0.31
普通混凝土
20～50 2～5 30～40 0.12 1.3～2.1
常规 钢桥面
加大钢桥面厚度 ? 改进钢构造细节 ?
桥面铺装（50～75mm） 钢桥面板
无法从根本上解决问题！
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超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
解决钢桥面疲劳裂纹和铺装易损坏的新思路
超高性能混凝土轻型组合桥面
磨耗层（15～30mm）
UHPC薄层（40～60mm） 钢筋网 焊钉 钢面板
常规 钢桥面
湘潭昭华大桥
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2.1 超高性能混凝土组合结构解决钢桥难题
制约钢桥发展的最大技术瓶颈！
钢桥面 铺装极 易损坏
钢结构易 出现疲劳
开裂
通常5年就开裂
1400~2000元/m2 寿命仅5~10年
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钢桥的两个公认难题
难题之一----钢桥面四大铺装病害
1. 开裂
2.推移
3. 坑槽
4.车辙
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钢桥的两个公认难题
轻型组合桥面
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超高性能混凝土轻型组合桥面优点
磨耗层(6～8年) UHPC层（100年）
钢筋网及焊钉
桥面铺装 钢面板
轻型组合桥面体系
常规钢桥面体系
有效提高了 桥面刚度，大幅降低 钢桥面应力，延长 抗疲劳寿命！
可彻底解决 钢桥面铺装易损 难题！
UHPC 锚固介质
UHPC 锚固介质
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应用与研究现状
超高性能混凝土桥梁结构的技术特点
抗压、抗拉强度高 结构轻型化、薄壁化； 结构致密、耐久性好 全寿命周期成本低； 超高韧性 有利于提高结构的抗震、抗疲劳性能； 和易性好 养护与维修简便。
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1.3 超高性能混凝土组合结构解决桥梁难题
钢桥桥面
超高性能混凝土轻型组合桥面
组合梁斜拉桥
超高性能混凝土轻型组合梁
充分利用UHPC优异的材料性能，与钢结构组合可形成 新型超高性能混凝土组合结构，从源头上解决桥梁工程难题！
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主要内容
一、超高性能混凝土简介 二、轻型组合桥面的应用与研究 三、轻型组合梁斜拉桥的应用与研究 四、 展 望
株洲枫溪大桥
临岳高速洞庭湖大桥
超高性能混凝土组合结构 在桥梁工程中的应用与展望
1
主要内容
一、超高性能混凝土简介 二、轻型组合桥面的应用与研究 三、轻型组合梁斜拉桥的应用与研究 四、 展 望
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1.1 超高性能混凝土定义
超高性能混凝土（ Ultra-High Performance Concrete），简称UHPC
活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete），简称RPC 注浆纤维混凝土（Slurry Impregnated Reinforced Concrete），简称SIFCON 压密配筋复合材料（Compacted Reinforced Composites），简称CRC
Wild bridge
奥地利 2010
70
上承式拱桥
滦柏干渠大桥
中国
2006
20
低高度梁铁路桥
马房大桥
中国
2011
64
简支钢混组合梁
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应用与研究现状
1997 年，世界上首个 UHPC 工程--加拿大Sherbrooke人行桥
加拿大 Sherbrooke桥
法国 Bourg-lès-Valence OA4 桥
15
简支斜梁公路桥
Mars Hill Bridge
美国
2006 33.5
简支梁公路桥
Torisaka River Bridge
日本
2006
45
波纹钢腹板梁公路桥
Gaertnerplatz Bridge
德国
2007
36
空间桁架人行桥
Jakway Park Bridge
美国
2008 15.6
三跨简支梁公路桥
2001年，世界上第一座 UHPC 公路桥--法国 OA4 公路桥
10
应用与研究现状
2006年，我国第一座 UHPC 桥梁--青藏铁路滦柏干渠大桥
青藏铁路滦柏干渠大桥
奥地利 WILD 桥
2010年，世界上第一座UHPC公路拱桥--奥地利 WILD 桥
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应用与研究现状
在矮寨大桥， 研发了一种由 碳纤维材料为 锚杆、超高性 能混凝土 UHPC为锚固 介质的高性能 岩锚体系