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超高性能混凝土的設計理論

發(fā)布日期:2019-04-29 瀏覽次數:12339


  超高性能混凝土(UHPC)的設計理論是最大堆積密度理論(densified particle packing),其組成材料不同粒徑顆粒以最佳比例形成最緊密堆積,即毫米級顆粒(骨料)堆積的間隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充,微米級顆粒堆積的間隙由亞微米級顆粒(硅灰)填充。

UHPC, 超高性能混凝土UHPC,活性粉末混凝土

  早在1931年,Andressen就建立了最大堆積密度理論的數學(xué)模型。然而,直到上世紀七十年代末,在高效減水劑技術(shù)與產(chǎn)品性能大幅度提高的基礎上,采用該模型設計配制的第一代超高性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet(水泥與混凝土試驗室)誕生,稱(chēng)作CRC(Compact Reinforced Composite,密實(shí)增強復合材料)。CRC與目前的UHPC達到基本相同的力學(xué)性能,最高抗壓強度超過(guò)400MPa,使用燒結鋁礬土作骨料,同時(shí)使用鋼纖維提高材料的韌性,所以稱(chēng)作“復合材料”。受到當時(shí)高效減水劑性能的限制,CRC或早期UHPC比較粘滯,振搗密實(shí)較困難,還不便于現澆應用。

  上世紀九十年代,歐洲開(kāi)展了合作研究項目,世界各地也廣泛開(kāi)展相關(guān)研究,這種材料獲得一個(gè)新名稱(chēng)“活性粉末混凝土,簡(jiǎn)稱(chēng)RPC”?!?a target="_blank">超高性能混凝土UHPC”的名稱(chēng)形成于本世紀,因為與早期的CRC或RPC相比,隨著(zhù)設計理論的完善、超高效減水劑(聚羧酸系)問(wèn)世和配制技術(shù)的進(jìn)步,這種材料已具備了普通混凝土的施工性能,甚至可以實(shí)現自密實(shí),可以常溫養護,已經(jīng)具備廣泛應用的條件。

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