**高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete),簡(jiǎn)稱UHPC,上系指抗壓強(qiáng)度在150MPa以上,并具有**高韌性、**長(zhǎng)耐久性的水泥基復(fù)合材料的統(tǒng)稱。其中,較具代表性的**高性能混凝土材料為活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete),較早由法國(guó)學(xué)者于1993年提出,主要由硅灰、水泥、減水劑、細(xì)骨料及鋼纖維等材料組成,依照較大密實(shí)度原理構(gòu)建,從而可使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂縫)減至較少。
UHPC**高性能混凝土的強(qiáng)度比鋼材強(qiáng)度還高嗎?沒有。UHPC是纖維增強(qiáng)增韌的水泥基復(fù)合材料,還可以進(jìn)一步用鋼筋增強(qiáng)。與其他材料相比,需要明確UHPC的增強(qiáng)增韌狀態(tài):
1、混凝土材料的抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值(以下簡(jiǎn)稱拉壓比)隨其抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)而幾乎呈直線下降。C10混凝土拉壓比約為1/10,C80的則可下降到約1/18。UHPC基體(未摻用鋼纖維時(shí))即**高強(qiáng)混凝土,脆性非常大(因材料抗拉強(qiáng)度/抗壓強(qiáng)度比值很低而使構(gòu)件延性比很低),無(wú)法與韌性材料如鋼材相比。
2、隨鋼纖維強(qiáng)度提高、摻量增大和尺寸、形狀優(yōu)化,以及基體強(qiáng)度的提高,UHPC成為韌性或高韌性材料,抗拉強(qiáng)度大幅度提高(遠(yuǎn)遠(yuǎn)其他的各種水泥基材料),但比鋼材抗拉強(qiáng)度還是要低約一個(gè)數(shù)量級(jí)。
3、鋼筋增強(qiáng)UHPC(也被稱作CRC、HRUHPC或R-UHPFRC),以及預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋UHPC的抗拉、抗彎強(qiáng)度可比傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼筋混凝土的高出2個(gè)數(shù)量級(jí),比較接近高強(qiáng)韌性鋼材的強(qiáng)度。需要注意的是,UHPC作為復(fù)合材料或結(jié)構(gòu)達(dá)到如此高強(qiáng)度,依靠的是鋼材—鋼纖維和鋼筋的強(qiáng)度,因此,UHPC的本征強(qiáng)度不可能**過鋼材。
4、與鋼材相比,UHPC在強(qiáng)度方面并沒有優(yōu)勢(shì),其優(yōu)勢(shì)主要是與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土或鋼纖維增強(qiáng)的鋼筋混凝土相比,因表觀密度(容重)相對(duì)較低,使構(gòu)件比強(qiáng)度(強(qiáng)度/質(zhì)量比)和比剛度(剛度/質(zhì)量比)可以達(dá)到并**過鋼材的水平,而且因具有一定的應(yīng)變硬化的能力,可大大提高構(gòu)件的延性比,適合建造輕質(zhì)高強(qiáng)、高韌性的結(jié)構(gòu)。
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