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超混凝土,简称UHPC(Ultra-High PerformanceConcrete),也称作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是过去三十年中具创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。“超混凝土”包含两个方面‘超高’——具有超高的耐久性和超高的力学性能(抗压、抗拉以及高韧性)。
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UHPC基本原材料为:水泥,硅灰,或超减水剂,骨料(dmax≤ 1mm的细石英砂或普通粒级砂与粗骨料),纤维(钢纤维、PVA纤维)。典型水胶比(w / b)为0.15~0.20。
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从微细颗粒材料在UHPC中的应用看,原来一些惰性的工业固体“废物”实际就是非常优异的UHPC原材料,它们在UHPC中的用量要比在HPC和OPC中的用量大很多,因此,UHPC是未来固体“废物”的重要应用之一。
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UHPC是一种具有力学性能,高韧性,超高耐久性,和优良浇筑及成型性能的水泥基混凝土材料。UHPC通过选用高活性的微细材料,采用紧密堆积和纤维增强技术配制而成。在建筑及桥梁结构,建筑外立面装饰,建筑修补加固等方面有着广阔的应用前景。
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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。
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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。
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硅灰的火山灰效应,改变了UHPC胶凝组分的水化进程,减少了强度薄弱的Ca(OH)2,使生成的C-S-H凝胶物质含量得到显著提高。因为在常温条件下,硅灰的火山灰反应很弱,很大一部分硅灰并没有发生反应,不能有效发挥出提高强度的效果。
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白硅灰对流动度的改善要优于2种灰色硅灰,且由于白硅灰的SiO2含量高,参与反应的活性高,对UHPC强度的提高作用在4种硅灰中大。