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一种改变世界的神奇材料-UHPC

一种改变世界的神奇材料-UHPC

  • 分类:清水混凝土知识
  • 作者:redon
  • 来源:www.redon.cn
  • 发布时间:2021-10-12 14:59
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【概要描述】UHPC是一种高强度,高韧性,孔隙率低的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是:通过提高组织成分的细度与活性,不使用粗骨料,使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少,以获得超高强度与高耐久性。

一种改变世界的神奇材料-UHPC

【概要描述】UHPC是一种高强度,高韧性,孔隙率低的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是:通过提高组织成分的细度与活性,不使用粗骨料,使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少,以获得超高强度与高耐久性。

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UHPC挂板应用

UHPC 是一种“由波特兰水泥、硅粉、石英粉、细硅砂、高效减水剂、水和钢或有机纤维组合而成的高强度、高耐用性、延展性材料。” 该材料提供 17,000 至 29,000 psi 的抗压强度和高达 7,000 psi 的抗弯强度。UHPC 卓越的耐久性特性是细粒度(最大 600 微米)和化学反应性的结果。净效应是最大的密实度和小的、不连续的孔隙结构。

UHPC装饰板材的应用

“我们不知道这种材料将带我们走多远,但我们肯定可以一起改变世界。”—— 鲁迪•里乔蒂(Rudy Ricciotti)

UHPC中的 UH是词组(Ultra-High)的缩写,是指最高量级

P( Performance)的单词意思是性能、功效

C指的是混凝土(Concrete

UHPC便是指「 超高性能混凝土」(Ultra-High Performance Concrete

UHPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是:通过提高组分的细度与活性,不使用粗骨料,使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减到最少,以获得超高强度与高耐久性。

UHPC混凝土

UHPC的强度有多大

既然UHPC是超高性能混凝土,那它的性能究竟可以达到多高?以混凝土最主要的抗压性能来看,普通混凝土的抗压强度差不多在15Mpa-30Mpa(每平方米可受力20-30吨),而我们日常生活中硬度很高的生铁,抗压强度一般在200Mpa (每平方可受力200吨),据说UHPC抗压强度最高却可以达到810Mpa(每平方米可受力810吨)。可以说普通混凝土在UHPC面前都是战五渣

UHPC板的装饰应用

超高混凝土(UHPC)的可不仅仅是单一的抗压能力

UHPC"三高"

「超高性能混凝土」主要以“”三高著称:强度高、耐久性高、工作性高。

『强度高』

上文已经提过UHPC最高抗压强度可以达到810Mpa,因为每个国家的工艺水平有较大差异,对UHPC最低也要求抗压达到150Mpa以上, 抗剪力达到25Mpa以上,且高隔热、高防水,质地细腻,基本可以隔绝一切有害介质。可谓是 擎天白玉柱,架海紫金梁,独立扛起一片天。

高性能清水混凝土板

『耐久性高』

传统混凝土不可避免得,自身具有很多的缝隙。在高温或低温、阴雨连绵或是艳阳高照的情况下缝隙便会进一步放大使用寿命低,而UHPC自身基本没有任何缝隙,即使受外力影响产生细微的缝隙,UHPC还具有神奇的自愈能力。

UHPC 最早多应用于桥梁建设,以此来减少结构的自重,提升结构的使用寿命和耐久性。使用寿命可以达到100年以上。

UHPC构件生产加工

『工作性高』

与传统混凝土粗、笨、厚、重等特点不同,UHPC依仗着自己强悍的物理特性,可以将结构极度得轻量化,具有强烈的视觉美感。设计师借助其优良的性能完全可以将天马行空的想象落到实处。

UHPC超大板应用效果

一体装饰超大UHPC板

UHPC密度大、表面光洁度高、质地细腻有温润如玉之感,普通混凝土在UHPC面前完全是个糙汉子。不仅如此,超低的低孔隙率也使得UHPC不易被污染,清洁维护工作好做。传统混凝土一般是由水泥、掺合料、砂石、水等成分按一定比例进行配制,经过搅拌和在一定的养护之后便形成以骨料(砂石)和水泥浆为主的水泥基复合材料 但传统混凝土的骨料与水泥浆在物理和力学性能上,有较大的差异,主要受以下三个方面的制约:

第一水泥浆含水在高温或低温热胀冷缩的作用先,骨料和水泥浆之间天然便会产生缝隙。

第二以砂石为主的骨料硬度不高且体积较大在外力的用下会使缝隙进一步放大,一般来说骨料的体积越大裂缝越大。

第三传统混凝土在搅拌过程粗糙,使得起支撑作用的骨料在水泥浆的分布并没有很均匀且孔隙率比较高,大大降低混凝土的抗压能力。

UHPC装饰板

『高压成型』

『高温养护』

因为整个过程起主主导作用的为活性矿物粉末,此时的混凝土被称作RPCReactive Poeder Concrete)活性粉末混凝土,此种混凝土已经可以具备超高的物理性能也开始被称作UHPC

一般RPC(活性粉末混凝土)根据养护条件的不同可以分为两个等级,在20℃-90℃的情况下养护3天左右,RPC的抗压强度可以达到200MPA(每平方米可受力200吨)左右,此类混凝土被称作PRC200。如果将RPC利用高压成型后(高压下UHPC的孔隙率更低),在250℃-400℃的条件下进行养护,RPC的抗压强度可以达到500MPA-800MPA,此类混凝土被称作PRC800

各国之间的工艺制作水平和科学技术具有较大的差异性,各国对于UHPC的评定标准也具有很大差异性。一般来说抗压强度超过150MPA的混凝土便可以称作超高性能混凝(UHPC)了。

UHPC超高性能混凝土板内部

UHPC材料特性

UHPC是一种高强度,高韧性,孔隙率低的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是:通过提高组织成分的细度与活性,不使用粗骨料,使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少,以获得超高强度与高耐久性。

超高性能混凝土的装饰应用

高强、防火,抗爆,抗冰雹,

抗化学腐蚀:UHPC超高性能混凝土外墙板性能卓越,轻质结构,无需另加钢筋等支撑,能够实现更薄界面、更长跨距,轻质优雅,更具创新性。

高耐久性:UHPC超高性能混凝土外墙板在冻融循环、海洋环境、硫铝酸盐侵蚀、弱酸侵蚀和碳化下,能够耐受各种有害物质渗透到基体内部,同时具有自愈能力,防水效果非常好。

美观性:UHPC超高性能混凝土外墙板能够实现许多设计者的梦想,实现建筑的优雅造型和丰富的颜色质地和效果。

延展性:水泥基材料与金属纤维和有机纤维的结合实现了抗压强度和抗折强度的有机平衡。

可持续性:独特的结构能够解决环保问题和降低生命周期成本。UHPC能够降低建筑成本、模具成本、劳动力成本和维修成本等,提高建筑场地的安全性,建造速度和建筑生命周期。

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