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《超高性能混凝土(UHPC)簡介及應(yīng)用.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、超高性能混凝土（UHPC)簡介及應(yīng)用超高性能混凝土（UHPC）最早是由法國一家名叫布依格的承包商公司于上個世紀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、日本、馬來西亞、韓國及其他很多國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展。法國于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個雙T梁截面構(gòu)成的π形狀所構(gòu)成。在美國，由美國高速公路管理局（FHWA）及地方高校的資助下，許多州的交通運輸部門都在開發(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，過去十年來，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，愛德華州已經(jīng)采用超高性能混凝土（UHPC）進行了兩座橋的建造，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。實際上，美國一些公司已經(jīng)開始在市場上進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）價格非常昂貴，它只能被局限應(yīng)用于弗吉尼亞州及愛德華州那些有美國高速公路管理局（FHWA）資助資金的示范性項目中，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。為了提升或促進超高性能混凝土（UHPC）在美國中的應(yīng)用，需要滿足兩個基本的條件：1）相對于打包成袋的超高性能混凝土（UHPC）拌合料價格為23500元/m3，超高性能混凝土（UHPC）的原材料價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）亟需開發(fā)一種新的結(jié)構(gòu)體系出來，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%而同時還能滿足強度、剛度及耐久性等要求。美國PCI致力于通過
4、挖掘和整合相關(guān)資源來滿足這兩個條件，主要是通過資助一個由許多個人公司（Wiss,Janney,Elstner）及相關(guān)高校(諸如內(nèi)布拉斯加林肯大學、北卡萊羅納州立大學、俄亥俄州州立大學)發(fā)起的一個實施課題項目。目前該課題項目的第一個階段已經(jīng)完成結(jié)束，相關(guān)的報告內(nèi)容也已公布給PCI生產(chǎn)商成員會員。兩個既定的目標即超高性能混凝土（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。當這個課題項目的目標得以實現(xiàn)的時候，可以預(yù)見，基于其較低的成本價格，超高性能混凝土（UHPC）的相關(guān)產(chǎn)品是相當具有競爭力的。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)的試驗研究。大多數(shù)構(gòu)件產(chǎn)品破壞時其承載力都顯著高于其所需要的承載力。而且，相對于傳統(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PCI項目的第二階段目前正在進行，包括足尺結(jié)構(gòu)構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)的試驗，目的是為了檢驗、細化、驗證該課題項目第一階段所起草制訂的相關(guān)設(shè)計準則。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、細砂、纖維增強復(fù)合材料、高比例減水劑等，見圖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，其抗壓強度范圍為117~152MPa，這將是傳統(tǒng)混凝土抗壓強度的5倍?？箟簭姸炔皇瞧渥钪匾奶匦裕估瓘姸燃袄煅有圆攀浅咝阅芑炷粒║HPC）的關(guān)鍵、最突出的特點。其抗拉強度很高的特性使得其抗剪強度很高，且使得構(gòu)件的箍筋被取消成為可能。當構(gòu)件箍筋被取消時，就可以顯著簡化和方便預(yù)制混凝土構(gòu)件產(chǎn)品的設(shè)計及生產(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。舉例說明（見圖2所示），傳統(tǒng)混凝土（28MPa）的彎曲抗拉強度大概為3MPa，而對應(yīng)的超高性能混凝土（UHPC）的彎曲抗拉強度數(shù)值為前者的10倍之多。更有趣的是，按照標準ASTMC1609制作的超高性能混凝土（UHPC）棱柱體，其變形可達跨度的1/150之多而同時強度不顯著下降。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。沒有鋼筋也沒有預(yù)應(yīng)力筋在該設(shè)計中。上翼緣為25.5mm厚，腹板為50mm寬，腹板上開設(shè)有各種孔洞為了設(shè)置相關(guān)設(shè)備。整個樓板的重量與一個厚度為102mm的實心樓板基本相當。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)計為無柱式停車場，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)
