超高性能混凝土(UHPC)研究綜述

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1、超高性能混凝土（UHPC）-研究綜述主講人：金凌志2016.4課程性質和地位性質：超高性能混凝土（UitrahighPerforanceConcrte）結構研究與應用是一門研究型選修課。地位：是一門提高本科生專業(yè)素養(yǎng)，擴展國際視野，培養(yǎng)科研能力的拓展課程，也是給準備考研的同學提供超前學習機會的課程。前期基礎課程：混凝土結構設計原理及混凝土結構、房屋建筑學、土木工程材料、材料力學、理論力學、結構力學等。課程學習目的1了解國家高性能混凝土材料研究前沿，順應時代新能源新材料的需求。2指導學生本科階段研究學習，培養(yǎng)學生對科協研究

2、的興趣，培養(yǎng)科學思維，為未來的深造和就業(yè)做準備。3以為UHPC為載體，了解科學研究工作需要做哪些準備？研究什么內容？其過程如何？4學會查找參考文獻，熟悉論文寫作。課程學習要求1實踐為主，積極參與研究生的ＲＰＣ梁抗剪結構試驗，學習試驗方法，了解試驗過程，有時間盡量多可能積極參與試驗。２對UHPC的（ＲＰＣ）相關內容要多看資料，及時做筆記，掌握材料配比，熟悉試驗參數，觀察試驗現象，分析試驗結果。３通過學習和參與試驗，完成一篇3000字的試驗報告，或者寫作一篇科研論文。課程主要內容0超高性能混凝土的提出和世界各國的研究動態(tài)1U

3、PHC的基本配合比與技術指標2制備技術3超高性能機理4材料性能研究5工程應用研究6未來研究方向混凝土：由膠凝材料（水泥、細骨料（砂）、粗骨料（石子）、溶劑（水）以及必要時摻入的化學外加劑組成，經過膠凝材料凝結硬化后，形成具有一定強度和耐久性的人造石材。優(yōu)點：相對于其他材料，混凝土生產能耗低、原料來源廣、工藝簡便、成本低廉且具有耐久、防火、適應性強、應用方便等特點?；炷两榻B缺點自重大、脆性大和強度（尤其是抗拉強度）低，使用范圍狹窄；對于低強度的混凝土，在滿足相同功能時用量較大，不符合國家節(jié)約、降耗要求。０引言2）20世紀

4、70年代末，由于減水劑和高活性摻合料的開發(fā)和應用，強度超過60Mpa。33）纖維增強混凝土（FRC）：加入鋼纖維（常用）44)對混凝土的耐腐蝕性、耐久性和抵抗各種惡劣環(huán)境的能力提出高性能混凝土(HPC）6）Bachel采用細料致密法，發(fā)揮硅灰和高效減水劑的作用，達到減小孔隙率，制備的150~200Mpa混凝土得到運用。655）Brumaue報道了抗壓強度達到240MPa的低孔隙率的水泥基材料。1）20年代、50年代和70年代,混凝土的平均抗壓強度可分別20、30、40Mpa。12０引言高強混凝土的發(fā)展8）20世紀90年，

5、法國Bouygues在DSP、MDF及鋼纖維混凝土研究基礎上，研發(fā)出RPC。99）1994年Larrard等首次提出超高性能混凝土（UHPC）的概念。1010)以ＲＰＣ制備原理為基礎的ＵＨＰＣ材料的研究與應用，是當今水泥基材料發(fā)展的主要方向之一。7)Birchal等開發(fā)出無宏觀缺陷(MDF)水泥基材料,抗壓強度達到200Mpa。78高性能混凝土的發(fā)展０引言1、美國國家科學基金會于１９８９年投資建立了一個“高級水泥基材料科技中心”，美國聯邦公路局以ＲＰＣ為研究對象，對ＵＨＰＣ開展了系統(tǒng)的研究，進行了1000多個試件的測試，

6、研究內容包括配制技術、強度、耐久性和長期性能等力學性能。2、法國土木工程學會在大量研究的基礎上，于2002年制訂了超高性能纖維混凝土的指南（初稿）。高強混凝土各國研究進展０引言3、日本土木工程協會也于2004年制訂了相應的設計施工指南（初稿），并于2006年出版了英文版本。高強混凝土各國研究進展5、我國從20世紀90年代開始了UHPC的研究，取得了系列研究成果，國家標準《活性粉末混凝土》已于2015年2月出版。4、韓國提出了一個超級橋梁的計劃，希望通過應用UPHC建造橋梁，減少20%的工程造價，在10年內節(jié)省20億美元的

7、投資，減少44%二氧化碳的排放量和減少20%的養(yǎng)護費用。高性能混凝土會議1、2004年9月在德國的卡塞爾舉行的UHPC國際會議上，與會專家認為UHPC雖然被命名為混凝土材料，但是卻可以認為是一種新型材料，是新一代水泥基建筑材料。０引言2、2009年在法國馬賽舉行的超高性能纖維增強混凝土國際會議上，與會專家認UHPFRC低碳環(huán)保且性能優(yōu)異，可以用來建造低碳混凝土結構，在未來必將得到大力發(fā)展。高性能混凝土運用情況UHPC運用情況UHPC運用不理想的原因０引言盡管ＵＨＰＣ自出現以來，不斷被應用于橋梁、建筑、核電、市政、海洋等工

8、程之中，然而應用發(fā)展遠低于預期。以應用最多的橋梁為例，自1997年第一座UHPC橋加拿大魁北克省Sherbrooke的RPC橋建成以來，十幾年間全世界也僅建成３０余座，且以中小跨徑與人行橋為主。在中國，ＵＨＰＣ實際工程應用也極少，以橋梁為例，僅在鐵路上有１座梁橋的應用，目前１座公路梁橋正在建設之中。一方面，有關ＵＨＰ