李娜,覃霞
(南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西南寧530008)
UHPC 是一種高性能混凝土,具有出色的力學(xué)性能和耐久性能。 根據(jù)其用途和特點(diǎn),UHPC 可以分為以下幾類。
用于建筑和橋梁等結(jié)構(gòu)中的承重構(gòu)件, 具有高強(qiáng)度、高韌性和耐久性,能夠滿足大跨度和高荷載的要求。
用于制造預(yù)制混凝土構(gòu)件,如梁、柱、板等。 預(yù)制構(gòu)件用UHPC 具有高強(qiáng)度和高精度, 能夠?qū)崿F(xiàn)工廠化生產(chǎn)和快速施工。
用于室內(nèi)和室外的裝飾和景觀工程。 裝飾用UHPC 具有豐富的表面紋理和顏色選擇,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的造型和細(xì)節(jié)。
用于耐火結(jié)構(gòu)和耐火材料的制造。 耐火用UHPC 具有優(yōu)異的耐高溫性能和抗火災(zāi)能力。
根據(jù)具體需求,還可以開(kāi)發(fā)出適用于特殊用途的UHPC,如耐化學(xué)腐蝕UHPC、防爆UHPC 等。
在裝配式建筑中,UHPC 可以應(yīng)用于裝配式漿錨搭接的技術(shù)中。裝配式漿錨搭接是一種用于連接預(yù)制構(gòu)件的方法, 通過(guò)在構(gòu)件接縫處注入U(xiǎn)HPC漿料,形成強(qiáng)固的連接。
裝配式漿錨搭接具有以下優(yōu)勢(shì):UHPC 具有高強(qiáng)度和高韌性,可以提供可靠的連接強(qiáng)度,確保構(gòu)件之間的連接牢固可靠。裝配式漿錨搭接可以在工廠預(yù)制構(gòu)件時(shí)進(jìn)行, 減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間。 此外,UHPC 漿料的流動(dòng)性好,可以快速填充接縫,提高施工效率。 UHPC 具有優(yōu)異的耐久性能,能夠抵抗氣候變化、 化學(xué)腐蝕和溫度變化等因素的影響,確保連接的持久性。UHPC 漿料可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行染色和表面處理, 使連接處的外觀更加美觀,提升建筑的整體質(zhì)感。
在裝配式建筑中,UHPC 廣泛應(yīng)用于裝配式預(yù)制構(gòu)件, 其具有以下優(yōu)勢(shì):UHPC 具有極高的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度,可制作出更輕、更薄但同樣強(qiáng)度的預(yù)制構(gòu)件,減輕結(jié)構(gòu)負(fù)荷,減輕運(yùn)輸和安裝的負(fù)擔(dān),提高施工效率。UHPC 可通過(guò)模具制作,保證預(yù)制構(gòu)件的尺寸和形狀的一致性,提高施工精度和裝配速度。 UHPC 可根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行定制,可制作出各種形狀、尺寸和表面效果的預(yù)制構(gòu)件,滿足不同建筑風(fēng)格和功能要求。
UHPC 的密度要求通常在2 200~2 500 kg/m3。較高的密度可提高UHPC 的力學(xué)性能和耐久性。UHPC 的含氣量通常要求在1%~3%, 適量的氣泡可改善UHPC 的流動(dòng)性和抗裂性能。UHPC 的流動(dòng)性要求適合于在模具中填充和充實(shí),通常通過(guò)流動(dòng)度測(cè)試進(jìn)行衡量, 要求UHPC 的流動(dòng)度在20~30 cm。UHPC 的凝結(jié)時(shí)間要求適合于預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和裝配,通常在幾小時(shí)至一天之間,以確保UHPC 能夠在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠的強(qiáng)度。
UHPC 的抗壓強(qiáng)度通常在100~200 MPa。
UHPC 的彈性模量通常在50~100 GPa。
UHPC 的抗彎強(qiáng)度通常在20~30 MPa。
UHPC 的抗拉性能通常在8~12 MPa, 抗拉模量通常在30~50 GPa。
UHPC 的延伸性通常在1%~2%。
UHPC 的收縮應(yīng)變通常在200~500 με, 收縮率通常在50~150 με/d。
UHPC 在抗氯離子滲透性能方面表現(xiàn)出色。UHPC 具有非常高的密實(shí)性, 其微觀結(jié)構(gòu)更加致密,減少了氯離子的滲透通道,這使UHPC 在抵抗氯離子滲透方面具有優(yōu)勢(shì)。UHPC 通常采用低水膠比的配方,水膠比越低,混凝土的孔隙度越小,從而減少了氯離子的滲透。UHPC 中常添加具有抗?jié)B透性能的添加劑,如氯離子抑制劑、減水劑等。這些添加劑可減緩氯離子的滲透速度,提高混凝土的抗?jié)B透性能。 UHPC 中常添加纖維增強(qiáng)材料,如鋼纖維或碳纖維等。這些纖維可增加混凝土的韌性和抗裂性能,減少裂縫的形成,從而減少氯離子的滲透。
以上各性能均為UPHC 配方, 工藝和試驗(yàn)條件等因素影響,可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。
UHPC 的原材料成本較高,加工和生產(chǎn)過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜,使UHPC 預(yù)制構(gòu)件的成本較高,會(huì)限制其在一些低成本建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用。UHPC 的制備和施工技術(shù)要求較高, 需要專業(yè)的工藝和設(shè)備,對(duì)施工隊(duì)伍的技術(shù)水平和設(shè)備投資提出了一定的要求。 相對(duì)傳統(tǒng)混凝土材料而言,UHPC 的市場(chǎng)供應(yīng)相對(duì)較少,會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)不足和交貨周期較長(zhǎng),限制了其在裝配式建筑中的廣泛應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)混凝土,UHPC 的可塑性較差, 不易進(jìn)行大范圍的變形和修復(fù), 會(huì)限制其在某些裝配式構(gòu)件中的應(yīng)用,特別是需要大范圍變形的構(gòu)件。 盡管存在一些局限性, 但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)需求的增加,相信UHPC 在裝配式建筑中的應(yīng)用將會(huì)得到進(jìn)一步推廣和完善。
UHPC 作為一種高性能混凝土材料,具有優(yōu)異的收縮性能和抗氯離子滲透性能及較高的力學(xué)性能,為工程結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性提供了良好的保障。 隨著對(duì)UHPC 的研究和應(yīng)用的不斷深入,相信其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。