长春UHPC超高性能混凝土构件生产厂家
超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),也称作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。
“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能(详见表1-普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能对比):
性能参数
表1:普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土材料性能对比
普通混凝土NSC
高性能混凝土HPC
超高性能混凝土UHPC
抗压强度(MPa)
20-40
40-96
120-180
水胶比
0.40-0.70
0.24-0.35
0.14-0.27
圆柱劈裂抗拉强度(MPa)
2.5-2.8
--
4.5-24
最大骨料粒径(mm)
19-25
9.5-13
0.4-0.6
孔隙率
20-25%
10-15%
2-6%
孔尺寸(mm)
--
--
0.000015
韧性
--
--
比NSC大250倍
断裂能(kN·m/m)
0.1-15
--
10-40
弹性模量(GPa)
14-41
31-55
37-55
断裂模量(第一条裂缝)(MPa)
2.8-4.1
5.5-8.3
7.5-15
极限抗弯强度(MPa)
18-35
透气性k(24小时40C)(mm)
3x10
0
0
吸水率
<10%
<6%
<5%
氯离子扩散系数(稳定状态扩散)(mm2/s)
--
--
<2x10e-12
二氧化碳/硫酸盐渗透
--
--
--
抗冻融性能
10%耐久
90%耐久
100%耐久
抗表面剥蚀性能
表面剥蚀量>1
表面剥蚀量0.08
表面剥蚀量0.01
泊松比
0.11-0.21
--
0.19-0.24
徐变系数,Cu
2.35
1.6-1.9
0.2-1.2
收缩
--
--
--
流动性(工作性)(mm)
测量坍落度
测量坍落度
测量坍落度
含气量
4-8%
2-4%
2-4%
超高性能混凝土的设计理论是最大堆积密度理论(densified particle packing),其组成材料不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积,即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充,微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年,Andressen就建立了最大堆积密度理论的数学模型。然而,直到上世纪七十年代末,在高效减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上,采用该模型设计配制的第一代超高性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生,称作CRC(Compact Reinforced Composite,密实增强复合材料)。CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能,最高抗压强度超过400MPa,使用烧结铝矾土作骨料,同时使用钢纤维提高材料的韧性,所以称作“复合材料”。受到当时高效减水剂性能的限制,CRC或早期UHPC比较粘滞,振捣密实较困难,还不便于现浇应用。上世纪九十年代,欧洲开展了合作研究项目,世界各地也广泛开展相关研究,这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土,简称RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪,因为与早期的CRC或RPC相比,随着设计理论的完善、超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步,这种材料已具备了普通混凝土的施工性能,甚至可以实现自密实,可以常温养护,已经具备广泛应用的条件。
UHPC与普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括:不使用粗骨料,必须使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维),水泥用量较大,水胶比很低。UHPC的组成见表2。
表2:超高性能混凝土UHPC(钢纤维)基本组成
超高性能混凝土,简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete),也称作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。
“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能(详见表1-普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能对比):