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UHPC高性能混凝土到底是混凝土还是砂浆?
- 2020-09-22-

  UHPC高性能混凝土到底是混凝土还是砂浆?

  传统上,混凝土和砂浆是以大骨料粒径来划分的。较大骨料粒径超过5mm(或4.75mm)即含有粗骨料,是混凝土,否则是砂浆。有的UHPC使用粗骨料,有的不使用粗骨料,所以UHPC既可以是混凝土,也可以是砂浆。但是从广义上说,我国普遍称之为混凝土骨料的aggregate(亦译成集料)除砂石等粗、细骨料外,还可以是各种纤维和例如加气混凝土中的气泡等,所以把砂浆叫做混凝土,并无可非议。

  较早的UHPC(丹麦Densit®)较大骨料粒径16mm。法国研发RPC时提出,为了提高材料的匀质性,不使用粗骨料,所使用细骨料的较大粒径小于0.6mm。但是,使用粗骨料的UHPC在某些方面性能更好,如收缩小、耐磨性好等,而且搅拌的均匀性也更好。目前实际应用的UHPC,较大骨料粒径大多在2mm~8mm。应根据UHPC用途、成本或特殊性能要求,确定UHPC适宜的较大骨料粒径。

  UHPC高性能混凝土具有什么性能特点?

  UHPC高性能混凝土的性能特点可以用“超高强、高韧性和高耐久性”来概括。

  “超高强”指UHPC可实现水泥基材料强度(抗压、抗拉、抗弯、抗剪、抗冲击等强度)跨越式的提高,更重要的是UHPC能够有效利用钢纤维的强度及其与胶凝材料浆体的紧密粘接来实现拉伸的“应变硬化”行为(如图1所示,类似钢材的“屈服”),有较大的变形能力;钢纤维体积掺量1%~2%的UHPC就能跨入韧性材料的行列(见表1,断裂能超过1000N/m的材料被划分为韧性材料)。UHPC可大幅度提高钢在混凝土中的强度利用效率,形成混凝土、钢纤维、钢筋更加协调的钢-混凝土复合的新模式,实现混凝土结构的轻质高强和高韧性。此外,还可制备具有优良耐磨、抗冲击、抗爆和耐高温等性能的UHPC。

  在无裂缝的状态下,UHPC的气体、液体渗透性非常低;而在高应变和微裂缝状态下,UHPC的渗透性也能够保持在很低的水平,而微裂缝还具备良好的自愈合能力,因此UHPC结构拥有高耐久性的潜力,已得到迄今15年恶劣环境暴露试验的证实。UHPC的耐久、耐候性能远远超越其他结构工程材料(钢材、铝材、塑料等)。