UHPC在上世纪七十年代末起源于丹麦,八、九十年代在欧洲进行了比较系统深入的研究,并开始在小型工程和制品上应用。进入本世纪,在欧美、日韩等许多均将UHPC作为新型、未来的或战略性工程材料进行研究与发展,法国和日本了设计指南。目前,UHPC的配制、生产、施工和预制技术已经趋于成熟,结构性能与设计规范正处于发展完善过程,工程结构与制品的应用不断新进展,定期举办UHPC/UHPFRC研讨会进行学术交流。
单纯的抗压强度往往伴随着“脆性”,并不意味“性能”。UHPC的“力学性能”更主要体现在抗拉强度(单轴抗拉和弯曲抗拉强度)和高韧性,这依靠加入短纤维来实现。早期使用直径0.15~0.4mm、长度6~12mm的平直光圆钢纤维,可将UHPC的抗拉强度提高到30Ma,断裂能达到1,500~40,000 N/m(钢纤维体积含量2%~12%),使UHPC跨入韧性、高韧性材料的行列(断裂能超过1,000J/m2划分为韧性材料)。现在,使用异形,特别是扭转形高强钢纤维,可以进一步提高UHPC的抗拉强度、变形能力、韧性或断裂能。此外,高强高模的聚乙烯醇(PVA)纤维也用于UHPC的增强与增韧;聚乙烯(PP)纤维用于提高UHPC的耐火能力。
性能混凝土通常会采用硅酸盐水泥、硅灰、石英粉、细硅砂、减水剂、水、钢或有机纤维等高强度韧性材料为原料。
任性能混凝土高抗压抗弯折(可做悬空屋面)、低收缩、背栓抗拔性能高,同时总重量轻,强度高,无需另加结构支撑,可做大规模板。具有的韧性,实现了抗压强度和抗折强度的有效平衡。
UHPC的材料应用范围十分的广泛,主要涵盖建筑领域、景观领域、桥梁建造、市政管道、道路、铁路行业、特殊环境等。
具有较强的可持续性,UHPC能够降低建筑能耗,实现安全文明施工,提高建造速度和缩短建筑周期。
轨道交通桥梁面层与桥梁加固
根据性能混凝土特性及已成功实施的工程实例,结合上海轨道交通工程建设的需求,如桥梁改造特别是桥面系工程、预制楼梯工程、隧道疏散平台板、车站上排热风道板等,进行有针对性的性能混凝土应用研究,并进行经济性分析,可为新材料在重大工程中的应用奠定基础。性能混凝土的应用将促进城市轨道交通建设工程向预制装配式发展。
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