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超高性能混凝土的設(shè)計理論

發(fā)布日期:2019-04-29 瀏覽次數(shù):12520


  超高性能混凝土(UHPC)的設(shè)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(shù)學(xué)模型。然而,直到上世紀(jì)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(chǔ)上,采用該模型設(shè)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,稱作CRC(Compact Reinforced Composite,密實增強復(fù)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400MPa,使用燒結(jié)鋁礬土作骨料,同時使用鋼纖維提高材料的韌性,所以稱作“復(fù)合材料”。受到當(dāng)時高效減水劑性能的限制,CRC或早期UHPC比較粘滯,振搗密實較困難,還不便于現(xiàn)澆應(yīng)用。

  上世紀(jì)九十年代,歐洲開展了合作研究項目,世界各地也廣泛開展相關(guān)研究,這種材料獲得一個新名稱“活性粉末混凝土,簡稱RPC”?!?a target="_blank">超高性能混凝土UHPC”的名稱形成于本世紀(jì),因為與早期的CRC或RPC相比,隨著設(shè)計理論的完善、超高效減水劑(聚羧酸系)問世和配制技術(shù)的進步,這種材料已具備了普通混凝土的施工性能,甚至可以實現(xiàn)自密實,可以常溫養(yǎng)護,已經(jīng)具備廣泛應(yīng)用的條件。

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