抗压强度(MPa)120-180
断裂能(kN·m/m)10-40
圆柱劈裂抗拉强度(MPa)4.5-24
抗冻融性能100%耐久
吸水率<5%
UHPC 的配合比设计遵循紧密堆积密度理论,水泥用量大(高于700kg/m3),水灰比小(0.14~0.2),所以其孔结构致密,抗压强度及耐久性好。因此, UHPC 的使用不仅可以减小构件截面尺寸从而减小自重和建筑利用空间,还可用于严酷环境下的土木工程的建造 。相比普通混凝土建筑,UHPC 建筑使用寿命长,能减少建筑物在使用期间的维修费用。因此,UHPC 被认为是一种可持续发展的混凝土材料。
一般来说,UHPC如果想达到比较高的强度,便需要一定的高温高压热养护作为必要条件,另一方面钢纤维在搅拌过程中容易结团,需要大型的搅拌设备。而这些对于现场浇筑的施工条件来说基本很难达到。这也导致了UHPC大多是需要在工厂提前制备完成的预制件。
开放于2019年的卡塔尔博物馆,以“沙漠玫瑰”这一特的自然意向为设计灵感,垂直结构起主要的承重结构,支撑起一片交错的圆盘,未来感十足。让·努维尔利用UHPC的力学性能,将悬挑夸张的圆盘作为热带沙漠环境主要的遮阳系统,创造了融合建筑、室外、感官一体化的特体验。
UHPC构件与其他混凝土相比,在原材料选择方面有很大不同。主要表现为以下几个方面:
1、胶凝材料方面:UHPC水胶比很低,一般在0.14-0.27之间,水泥用量较大,一般在700-1010Kg/m3左右;使用颗粒粒径较小。传统减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要,而聚羧酸减水剂作为备受关注的新一代高性能减水剂,使水胶比的获得成为了现实。
2、骨料方面:UHPC不使用粗骨料,同时在细骨料方面选取与浆体力学性质相近的石英砂。这样,没有粗骨料的骨架限制作用,可以大幅度减少由于收缩导致的浆体与骨料界面间的孔隙及微裂缝。
3、外加剂方面:UHPC能获得的水胶比及孔隙率,离不开混凝土外加剂技术的支持。传统减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要,而聚羧酸减水剂作为备受关注的新一代高性能减水剂,使水胶比的获得成为了现实。
除了以上几个方面外,UHPC在配制过程中还必须要加入纤维,如钢纤维或复合有机纤维等,主要是作为增强、增韧和抗裂材料。
UHPC构件的应用分类
根据用途和主要目的,UHPC应用通常划分为结构性(structural)和装饰性(Architectural)两大类,结构性UHPC是承担除自重,风荷载,地震力以外其他荷载的UHPC结构或构件,典型应用如预制梁,现浇钢箱梁桥面铺装层,湿接缝等。
装饰性UHPC是不承担除自重,风荷载,地震力以外其他荷载的UHPC结构或构件,并对装饰功能包括表观质量,颜色,均匀性等有较高要求,典型应用如UHPC建筑幕墙板,UHPC遮阳板,UHPC装饰景观构件等。
在某些情况下,UHPC结构或构件需要同时承担结构性荷载并实现较高的建筑装饰效果,这类应用既需要满足较高的力学性能,进行详细地结构受力分析和计算,满足结构上的和可行性,同时还要求建筑设计与结构设计的充分融合及相互适应,对构件制作过程中的模具制作,浇筑,养护工艺都有较高的要求,以确保满足建筑装饰效果。这类应用可以称之为UHPC装饰与结构一体化应用。
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