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《超高性能混凝土(UHPC)簡(jiǎn)介及應(yīng)用.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、超高性能混凝土（UHPC)簡(jiǎn)介及應(yīng)用超高性能混凝土（UHPC）最早是由法國(guó)一家名叫布依格的承包商公司于上個(gè)世紀(jì)90年代被作為活性粉末混凝土被引入使用的。自此之后，法國(guó)、日本、馬來(lái)西亞、韓國(guó)及其他很多國(guó)家采用該材料將其應(yīng)用于橋梁等工程領(lǐng)域，并取得了積極有效的重要進(jìn)展。法國(guó)于2001年第一次采用超高性能混凝土（UHPC）材料建造了鐵路橋梁，其中梁的截面為由5個(gè)雙T梁截面構(gòu)成的π形狀所構(gòu)成。在美國(guó)，由美國(guó)高速公路管理局（FHWA）及地方高校的資助下，許多州的交通運(yùn)輸部門都在開(kāi)發(fā)研究超高性能混凝土（UHPC）在橋梁工程中
2、的應(yīng)用。特別值得一提的是，過(guò)去十年來(lái)，弗吉尼亞州已經(jīng)采用超高性能混凝土（UHPC）生產(chǎn)了工字型梁，愛(ài)德華州已經(jīng)采用超高性能混凝土（UHPC）進(jìn)行了兩座橋的建造，其中一座是用的超高性能混凝土（UHPC）梁、另一座用的是超高性能混凝土（UHPC）橋面板。實(shí)際上，美國(guó)一些公司已經(jīng)開(kāi)始在市場(chǎng)上進(jìn)行成袋打包并銷售超高性能混凝土（UHPC）了。然而，由于這些成袋打包的超高性能混凝土（UHPC）價(jià)格非常昂貴，它只能被局限應(yīng)用于弗吉尼亞州及愛(ài)德華州那些有美國(guó)高速公路管理局（FHWA）資助資金的示范性項(xiàng)目中，并且還主要是應(yīng)用于預(yù)制
3、混凝土構(gòu)件之間的連接接縫區(qū)域，使用范圍非常有限。為了提升或促進(jìn)超高性能混凝土（UHPC）在美國(guó)中的應(yīng)用，需要滿足兩個(gè)基本的條件：1）相對(duì)于打包成袋的超高性能混凝土（UHPC）拌合料價(jià)格為23500元/m3，超高性能混凝土（UHPC）的原材料價(jià)格須被控制并減少到不足1000美元/碼（折合人民幣為9400元/m3）才行；2）亟需開(kāi)發(fā)一種新的結(jié)構(gòu)體系出來(lái)，其中該結(jié)構(gòu)體系能充分利用超高性能混凝土（UHPC）的材料特性，從而使其結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重可以減少降低至少50%而同時(shí)還能滿足強(qiáng)度、剛度及耐久性等要求。美國(guó)PCI致力于通過(guò)
4、挖掘和整合相關(guān)資源來(lái)滿足這兩個(gè)條件，主要是通過(guò)資助一個(gè)由許多個(gè)人公司（Wiss,Janney,Elstner）及相關(guān)高校(諸如內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)、北卡萊羅納州立大學(xué)、俄亥俄州州立大學(xué))發(fā)起的一個(gè)實(shí)施課題項(xiàng)目。目前該課題項(xiàng)目的第一個(gè)階段已經(jīng)完成結(jié)束，相關(guān)的報(bào)告內(nèi)容也已公布給PCI生產(chǎn)商成員會(huì)員。兩個(gè)既定的目標(biāo)即超高性能混凝土（UHPC）的原材料成本低廉且結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能優(yōu)化都得到了很好的滿足。當(dāng)這個(gè)課題項(xiàng)目的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，可以預(yù)見(jiàn)，基于其較低的成本價(jià)格，超高性能混凝土（UHPC）的相關(guān)產(chǎn)品是相當(dāng)具有競(jìng)爭(zhēng)力的。已經(jīng)
5、做了一些足尺比例的橋梁構(gòu)件和房屋構(gòu)件試件并且做了相關(guān)的試驗(yàn)研究。大多數(shù)構(gòu)件產(chǎn)品破壞時(shí)其承載力都顯著高于其所需要的承載力。而且，相對(duì)于傳統(tǒng)的混凝土而言，該材料是類似于陶瓷的，為零孔隙率且可具有上百年乃至幾百年的使用壽命。該P(yáng)CI項(xiàng)目的第二階段目前正在進(jìn)行，包括足尺結(jié)構(gòu)構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)，目的是為了檢驗(yàn)、細(xì)化、驗(yàn)證該課題項(xiàng)目第一階段所起草制訂的相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。超高性能混凝土（UHPC）的主要組成成份為波蘭水泥、附加水泥基材料、細(xì)砂、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、高比例減水劑等，見(jiàn)圖1所示。圖1超高性能混凝土（UHPC）主要成份超
6、高性能混凝土（UHPC）的質(zhì)量性能目前尚未有可以被普遍接受的超高性能混凝土（UHPC）的統(tǒng)一定義。通常而言，其抗壓強(qiáng)度范圍為117~152MPa，這將是傳統(tǒng)混凝土抗壓強(qiáng)度的5倍?？箟簭?qiáng)度不是其最重要的特性，抗拉強(qiáng)度及拉伸延性才是超高性能混凝土（UHPC）的關(guān)鍵、最突出的特點(diǎn)。其抗拉強(qiáng)度很高的特性使得其抗剪強(qiáng)度很高，且使得構(gòu)件的箍筋被取消成為可能。當(dāng)構(gòu)件箍筋被取消時(shí)，就可以顯著簡(jiǎn)化和方便預(yù)制混凝土構(gòu)件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)。而且構(gòu)件腹板寬度也可以顯著減小，從而減輕構(gòu)件自重。超高性能混凝土（UHPC）與傳統(tǒng)混凝土的抗拉性能
7、具有顯著的差異。舉例說(shuō)明（見(jiàn)圖2所示），傳統(tǒng)混凝土（28MPa）的彎曲抗拉強(qiáng)度大概為3MPa，而對(duì)應(yīng)的超高性能混凝土（UHPC）的彎曲抗拉強(qiáng)度數(shù)值為前者的10倍之多。更有趣的是，按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMC1609制作的超高性能混凝土（UHPC）棱柱體，其變形可達(dá)跨度的1/150之多而同時(shí)強(qiáng)度不顯著下降。這種性能表現(xiàn)充分展示了超高性能混凝土（UHPC）不需要借助于鋼筋的存在便可具有超強(qiáng)的韌性和超好的吸收耗散能量的能力。圖2超高性能混凝土（UHPC）與傳統(tǒng)混凝土的對(duì)比超高性能混凝土（UHPC）的應(yīng)用如下圖3所示房屋中所用的空
8、心樓板，這是一個(gè)兩層的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，跨度為18m，厚度為60mm。沒(méi)有鋼筋也沒(méi)有預(yù)應(yīng)力筋在該設(shè)計(jì)中。上翼緣為25.5mm厚，腹板為50mm寬，腹板上開(kāi)設(shè)有各種孔洞為了設(shè)置相關(guān)設(shè)備。整個(gè)樓板的重量與一個(gè)厚度為102mm的實(shí)心樓板基本相當(dāng)。采用這種大跨度產(chǎn)品，多層住宅建筑可以在底部幾層設(shè)計(jì)為無(wú)柱式停車場(chǎng)，這將提高住宅的安全性。圖3超高性能混凝土（UHPC）空心樓板設(shè)
