聊城家居超高性能混凝土绿色化

除了原材料本身的性质，混凝土制备过程中往往也缺乏产品质量稳定性意识。有些施工单位为了节约成本，在生产厂的建设过程中不考虑均化设施，导致骨料的分级堆存与计量以及水泥与掺合料的倒库等得不到应有的保障。此外，实际施工环境和实验室条件之间的差异也影响着施工质量。由于UHPC粘性较大，现有的普通搅拌方式难以将其拌合均匀。一些施工单位私自提高水胶比以加强流动性，这样的做法不仅降低了UHPC的粘聚性，而且对其后期的力学性能和耐久性产生不可逆转的灾难性后果。同时，由于UHPC的水胶比较小，故其塑性收缩较大，如不采取适当的养护方式则易产生较多的收缩裂缝超高性能混凝土它不仅能够满足工程结构的要求，还能够提高建筑物的安全性和可持续性。聊城家居超高性能混凝土绿色化

纤维对混凝土具有增强，增韧和阻裂效应。未掺入钢纤维的UHPC，在进行受压试验时由于内部积聚的能量太大而呈现性破坏，表现出比普通混凝土更大的脆性。纤维的作用效果取决于纤维的体积掺量和纤维间距，纤维越细以及纤维掺量越高，其强化基体的效果越好。刘斯凤等学者进行了一系列掺天然超细混合材的超高性能混凝土的制备及其耐久性研究，其所用的钢纤维为超细纤维。该研究中测试了纤维体积率为2%-4%时分布于RPC的纤维数量以及纤维间距。当超细纤维体积率分别为2%、3%和4%时，其纤维根数分别为6.4×107、9.6×107和1.28×108，纤维平均间距分别为1.71 mm、1.39 mm和1.21mm(三维乱向分布，ηθ=0.41)或1.55 mm、1.26 mm和1.09mm(二维乱向分布)。与普通纤维相比，掺超细纤维混凝土中的纤维间距提高了（2-4）倍，纤维数量提高了（1-2）个数量级。因此当纤维体积率相同时，超细纤维对RPC的增强、增韧和阻裂效应远远超过普通钢纤维对普通混凝土的增应，从而使抗折强度倍增[4]。衢州质量超高性能混凝土公司超高性能混凝土用于制作桥梁、隧道、码头以及雕塑、景观等。也可用于制作海洋平台、海底管道等耐久结构。

而钢纤维的掺入更是提高了超高性能混凝土的抗拉强度和韧性，使得超高性能混凝土承受冲击荷载的能力得到提高。虽然超高性能混凝土具有工作性能优良、力学性能较高、耐久性好等优点，但由于其胶凝材料用量高和水胶比低等特点，并且超高性能混凝土使用大量的矿物掺合料(硅灰和矿粉等)，这也导致其自收缩现象十分。超高性能混凝土内部微观结构致密，普通的外部养护方式(覆盖和喷雾等方法)只能在超高性能混凝土的外表层起到一定作用，难以对超高性能混凝土的内部起到养护的作用，所以超高性能混凝土内部的收缩开裂是一个亟待解决的问题。

南京长江五桥跨越长江段长4130m，主桥为三塔双跨组合梁斜拉桥，跨径布置为80m+218m+ 2×600m+218m+80m。其钢-UHPC组合梁标准节段尺寸为14.6m长、35.6m宽、3.6m高（组合梁中心线处），制造方法为（参见下图）：预制生产钢筋UHPC（含粗骨料）板，标准板尺寸为6.92m宽、11.3m长、0.17m厚；每个组合梁节段有4块UHPC预制板，在工厂采用UHPC湿接缝相互连接、与钢箱梁叠合连接。组合梁架设安装后，梁段UHPC板横向在现场用UHPC湿接缝连接。该工程UHPC用量为预制板（494块）6569m3、工厂和现场湿接缝分别为4736m3和365m3，总用量达11670m3，是迄今世界上UHPC用量比较大的桥梁工程。该项目UHPC预制板在中交二航局第四工程公司芜湖裕溪口预制场生产，为此二航局新建造了适合UHPC拌制、输送、布料、振捣和整平的设备与生产线（见下图），使UHPC构件生产的自动化水平、生产效率和质量控制能力都提高到了新水平。超高性能混凝土在高层建筑、桥梁、隧道等重要工程中得到广泛应用。

南京理工大学赖建中教授团队专注于抗爆、抗侵彻超高性能水泥基复合材料（UHPCC）的研究与开发。通过试验观测、理论分析和数值模拟，提出了新型超高性能水泥基复合材料抗多次冲击优化设计及制备的关键技术，成功制备具有抗多次冲击能力的UHPCC。采用不同尺度、不同品种的纤维和骨料混杂增强技术，制备出了抗侵彻UHPCC，并在实验基础上提出了UHPCC多次侵彻深度计算方程，模型计算结果与实测数据非常接近。采用有限元模拟技术研究了侵彻冲击下弹靶作用全过程，结果表明靶体强度、骨料间距、弹头形状和侵彻速度对靶体侵彻破坏形态、应力波传播、损伤分布有影响。通过选择合适的骨料间距和混凝土本构参数，计算模拟的侵彻深度和弹坑直径与采用搅拌-灌注复合工艺制备的双层和三层UHPCC靶体的实测结果十分吻合。研究成果在和人防工程、核电站防护、核废料固封、反恐抗爆工程等领域有的应用前景。超高性能混凝土可以轻松填充复杂形状的模具，且在较短的时间内达到设计强度。提高了施工效率，减少了工期。聊城家居超高性能混凝土绿色化

在地震频发地区和海洋环境下，超高性能混凝土的应用前景更加广阔。聊城家居超高性能混凝土绿色化

UHPC于20世纪90年代由法国Bouygues公司研制成功。它是DSP(Densified System Containing Ultra-fine Particles)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土[1]。超高性能混凝土的优异性能表现在以下几个方面：超高力学性能；超高耐久性能；优良的耐磨和抗爆性能。与普通混凝土相比，超高性能混凝土在原材料、配合比和施工性等方面的要求有较大的不同。例如，UHPC配制所用水泥强度等级较高，水泥用量较大，水胶比较低，一般使用硅灰等超细掺合料，不使用粗骨料而使用石英砂等细骨料，同时掺加纤维(钢纤维或复合有机纤维)来降低混凝土的脆性，此外还根据不同需要加入多种外加剂。超高性能混凝土是近年来相当有创新性的水泥基工程材料，能够实现工程材料的大跨越。因此，超高性能混凝土将是今后相当长的时间内建筑材料行业的研究和应用热点聊城家居超高性能混凝土绿色化

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