经济型UHPC的制备及性能研究

合集下载

超轻超薄uhpc预制构件的材料及生产应用技术开发

超轻超薄uhpc预制构件的材料及生产应用技术开发

超轻超薄UHPC预制构件的材料及生产应用技术开发1. 背景介绍超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)是一种新型的混凝土材料,具有极高的抗压强度、抗弯强度和耐久性,是近年来混凝土技术领域的重要突破之一。

在建筑工程、桥梁工程、海洋工程等领域都有着广泛的应用。

而超轻超薄UHPC预制构件则是UHPC技术的一种延伸应用,具有重量轻、薄板、细密、易塑性等特点,广泛应用于建筑装饰、桥梁修复、风压板等领域。

2. UHPC预制构件的材料特性UHPC预制构件的主要材料包括高性能水泥、超细矿物掺合料、高强度骨料、高性能外加剂等。

这些材料组合在一起具有极高的抗压强度和抗弯强度,同时具有卓越的耐久性和抗渗性能,能够满足复杂工程的要求。

3. UHPC预制构件的生产工艺UHPC预制构件的生产工艺主要包括原材料配比、搅拌制浆、模具浇注、脱模养护等工序。

在原材料配比方面,需要精确控制各种材料的比例,保证混凝土的稳定性和一致性;搅拌制浆需要采用高速搅拌设备,确保混凝土的充分混合和均匀性;模具浇注需要控制振捣方式和工艺参数,确保构件表面光滑、无气孔;脱模养护需要加强控制湿度、温度等环境条件,确保构件达到设计强度。

4. UHPC预制构件的设计与应用UHPC预制构件的设计需要考虑构件的几何形状、连接方式、预埋件设置等因素,同时需要结合UHPC材料的性能特点,合理设计构件的截面尺寸、配筋布置等。

在应用方面,UHPC预制构件可以用于建筑外立面、雨棚、阳台、桥梁修复等领域,能够满足对构件轻薄、高强、细密的要求,为工程的美观性和耐久性提供了新的解决方案。

5. UHPC预制构件的市场前景随着城市化进程和工程建设的不断推进,对建筑材料的要求也在不断提高。

UHPC预制构件作为一种新型的轻薄高强材料,具有很大的市场潜力。

在建筑装饰、桥梁修复、风压板等领域都能够取得广泛的应用,有着良好的市场前景。

总结UHPC预制构件作为一种新型的建筑材料,具有极高的抗压强度、抗弯强度和耐久性,适用于多种工程领域。

超高性能混凝土的制备与应用研究

超高性能混凝土的制备与应用研究

超高性能混凝土的制备与应用研究超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)是一种新型的高强度、高耐久、高密实、高抗渗、高抗冲击的混凝土材料。

它的研究和应用对于促进建筑结构的安全、经济、环保等方面都有着重要的作用。

本文将从UHPC的制备和应用两个方面进行详细的研究。

一、UHPC的制备1.原材料的选择UHPC的主要原材料包括水泥、石英粉、硅灰、钢纤维、高效减水剂等。

其中,水泥的选择应该优先考虑粉体细度和化学成分的稳定性;石英粉的选择应该优先考虑粒径分布和颗粒形态;硅灰的选择应该优先考虑细度和化学成分的稳定性;钢纤维的选择应该优先考虑纤维的长度、直径和形态;高效减水剂的选择应该优先考虑其在UHPC中的分散性和控制性。

2.配合比设计UHPC的配合比设计应该根据其使用环境和使用要求进行合理的设计。

常用的配合比设计方法包括最大密实度法、最小孔隙度法、最小水胶比法等。

其中,最大密实度法是指在保证UHPC强度和耐久性的前提下,尽可能提高其密实度;最小孔隙度法是指在保证UHPC强度和耐久性的前提下,尽可能减少其孔隙度;最小水胶比法是指在保证UHPC强度和耐久性的前提下,尽可能减少其水胶比。

3.制备工艺UHPC的制备工艺应该保证原材料的混合均匀、水泥的充分水化和钢纤维的均匀分散。

常用的制备工艺包括干拌法、湿拌法、挤压法等。

其中,干拌法是指将所有原材料混合均匀后再加入水进行搅拌;湿拌法是指将水泥和水混合后再加入其他原材料进行搅拌;挤压法是指将UHPC混合物通过挤压机器进行均匀分散。

二、UHPC的应用1.桥梁工程UHPC在桥梁工程中的应用主要体现在桥梁墩、梁、板等部位的加固和修复。

UHPC具有高强度、高耐久、高抗冲击等优点,可以有效地提升桥梁结构的安全性和耐久性。

2.建筑工程UHPC在建筑工程中的应用主要体现在墙体、楼板、梁柱等部位的加固和修复。

UHPC具有高密实、高抗压、高抗弯等优点,可以有效地提升建筑结构的安全性和耐久性。

uhpc生产工艺

uhpc生产工艺

uhpc生产工艺介绍超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)是一种新型的结构材料,其在抗压、抗弯、抗拉和耐久性方面具有卓越的性能。

为了制备出优质的UHPC,需要采用一系列的生产工艺来控制其物理和化学特性。

本文将详细探讨UHPC的生产工艺,包括原材料的选择、配合比的确定、混凝土的制备过程、养护措施等。

原材料的选择1.水泥:选择高活性的硅酸盐水泥,能够提供良好的早期强度和耐久性。

2.矿物掺合料:添加适量的硅灰、粉煤灰或矿渣粉,可提高UHPC的抗裂性和耐久性。

3.纤维材料:采用高强度的钢纤维,能够有效提高UHPC的韧性和抗冲击性能。

配合比的确定1.水灰比:通常选择较低的水灰比(小于0.25),以确保混凝土的致密性和强度。

2.矿物掺合料用量:根据实际需求和材料性能,确定矿物掺合料的添加量。

3.纤维用量:控制钢纤维的掺量,使其达到既能提高韧性又不影响混凝土的流动性。

混凝土的制备过程1.预处理:将水泥、砂、矿物掺合料和一部分水进行干混,以确保颗粒均匀分散。

2.添加剩余水:将剩余的水、减水剂和部分钢纤维加入预处理混合物中,进行搅拌。

3.添加剩余材料:将剩余的水泥、砂和纤维加入混合物中,再次进行搅拌。

4.混凝土的浇筑:将混凝土倒入模具中,利用振动装置排除内部气孔并提高密实性。

养护措施1.初期养护:在浇筑后的24小时内,采取湿润保持的措施,以避免混凝土过早失去水分。

2.水养护:在初期养护后,进行水养护,以维持混凝土的湿润状态,并提高其强度和耐久性。

3.密闭养护:使用特殊的密闭材料将混凝土表面完全封闭,防止水分的流失,并促进混凝土的早期强度发展。

4.高温养护:在低温环境下,采用加热设备提供适当的温度保持,以促进混凝土的早期强度发展。

优点和应用1.优点:UHPC具有极高的强度、优异的耐久性和出色的抗裂性能,可以使结构更加轻薄、节省材料。

2.应用:UHPC广泛应用于桥梁、高层建筑、海洋工程等领域,能够提供更安全、坚固和持久的结构。

超高性能混凝土的研究

超高性能混凝土的研究

超高性能混凝土的研究超高性能混凝土(UHPC)是一种具有极高强度、耐久性和耐久性的新型混凝土材料,近年来得到了广泛的关注和研究。

UHPC不仅在建筑领域有着广泛的应用前景,还可以在桥梁、隧道、海洋工程等领域发挥重要作用。

本文将对UHPC的相关研究进行介绍,并探讨其在工程实践中的应用前景。

一、UHPC的定义及特性UHPC是一种具有极高强度(通常高达150MPa以上)、极高密实度和微观结构的混凝土材料。

相比传统混凝土,UHPC具有更高的抗压强度、抗拉强度、抗冻融性和耐久性,其密实的微观结构可以有效降低渗透性,增加材料的耐久性。

UHPC还具有良好的抗化学腐蚀性能和抗爆炸性能,因此在地震、恶劣环境下具有较高的安全性。

二、UHPC的材料组成及制备工艺UHPC的材料组成主要包括水泥、石英粉、硅灰、矿粉、钢纤维等,其中水泥的种类和掺合材料的比例对UHPC的性能有着重要影响。

制备UHPC的工艺则主要包括配合比设计、原材料选用、搅拌工艺和养护工艺等。

UHPC的养护过程也对其性能有着重要影响,合理的养护工艺可以使UHPC获得更好的密实度和力学性能。

三、UHPC的微观结构及性能研究UHPC的微观结构是其具有优异性能的关键。

研究表明,UHPC的微观结构主要是由水泥凝胶、石英凝胶和未水化水泥颗粒等组成,这些微观组分之间相互作用形成了致密的凝胶-骨料界面,增强了UHPC的内聚力和抗渗性。

目前,研究者通过扫描电子显微镜、X射线衍射等技术对UHPC的微观结构进行了深入研究,为其性能提升和应用拓展提供了重要的科学依据。

四、UHPC在工程实践中的应用近年来,UHPC在桥梁、隧道、建筑和海洋工程等领域得到了广泛的应用。

其优异的力学性能和耐久性使得UHPC成为了一种理想的结构材料。

在桥梁领域,UHPC可以制备出更轻、更薄的预应力构件,提高了桥梁的承载能力和耐久性;在建筑领域,UHPC可以制备出更薄、更精致的构件,提高了建筑的抗震性和安全性;在海洋工程中,UHPC可以抵御海水侵蚀和恶劣气候的影响,延长了工程的使用寿命。

特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究共3篇

特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究共3篇

特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究共3篇特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究1超高性能混凝土(Ultra-high-performance concrete,简称UHPC)是近年来新兴的一种高性能混凝土材料。

它以高强度、高性能、高可塑性、高耐久性且高抗裂性能为特征。

其具备极高的力学性能(抗压强度达到了150~200MPa以上)、高密实性(水胶比小于0.2)以及耐久性。

由于UHPC优良的性能,被广泛应用于基建、建筑、环境等领域。

超高性能混凝土的制备及其结构(1)主要原料的选择UHPC是由水泥、粉煤灰、微硅粉、硬矿渣粉、石灰石粉及超细矿物粉等多种混合物制成的。

它的基础基料为水泥、混凝土外加剂及微纳米材料等,在力学性能上优于传统混凝土。

(2)混合比的设计UHPC的混合比需要精细的设计。

在实际生产中,需要结合不同的应用场合以及材料配方的特点进行混合比设计。

通常在混合比设计时,点联系统考虑以下两个方面:第一,控制混合物浆体的流动性;第二,通过控制混合比的设计和细微复合过程的制造,以增强混凝土的强度和稳定性,进而提高混凝土的耐久性和抗裂性能。

(3)制备工艺超高性能混凝土是通过预先混合各种原料,并在混合料中嵌入微纳米颗粒进行制备。

通常使用高速搅拌、流态化放松等工艺生产UHPC。

制备过程中需要对各种原料进行精确的调控,保证各种组份在一定的比例下精准地混合在一起,以保证制备出性能完美的UHPC。

超高性能混凝土的性能(1)极高的强度由于UHPC的含水量非常低,使得其抗压强度特别高,通常能够达到120MPa以上的水平。

与其他混凝土相比,它的碎屑通常是纳米级别的,在体积方面表现出卓越的性能。

(2)优异的耐久性UHPC的抗龟裂性和耐久性也非常出色。

它通常能够抵抗大透水量、狂风暴雨、地震等各种自然灾害的侵袭,并且出现龟裂时,裂缝的宽度比通常的混凝土要小得多。

(3)很高的稳定性UHPC的特殊性能使得其更加稳定,不仅能够抵抗化学侵蚀,还能够通过精细的设计避免在长期使用过程中发生变形或者破裂等问题。

超高性能混凝土(UHPC)开发和应用方案(一)

超高性能混凝土(UHPC)开发和应用方案(一)

超高性能混凝土(UHPC)开发和应用方案一、实施背景随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断深入,传统的混凝土材料已经无法满足现代建筑对强度、耐久性和环保性能的需求。

因此,开发新型的超高性能混凝土(UHPC)成为当前产业结构改革的重要方向。

本文旨在阐述从产业结构改革的角度制定UHPC开发和应用方案,以期推动该领域的技术进步和产业发展。

二、工作原理UHPC是一种以水泥为胶凝材料,以优质砂石为骨料,辅以高性能外加剂和矿物掺合料,经过均匀搅拌、成型、养护等工艺制成的新型混凝土材料。

其核心特点是具有超高的强度、耐久性和韧性。

在制造过程中,UHPC的微观结构能够实现更加均匀、致密和稳定的混凝土体系,从而在宏观上表现出优异的力学性能。

三、实施计划步骤1.研发阶段:成立专门的研发团队,进行UHPC的配方设计和实验研究,优化其性能指标。

2.中试阶段:在实验室研究成果的基础上,进行中试生产,进一步验证UHPC的生产工艺和性能表现。

3.试点工程:选择具有代表性的建筑项目,应用UHPC材料,并进行长期跟踪和监测,以评估其实际应用效果。

4.产业推广:在试点工程成功的基础上,逐步推广UHPC在各类建筑项目中的应用,并建立完善的生产、销售和服务体系。

四、适用范围UHPC适用于各类高层建筑、桥梁、隧道、地铁等基础设施的建设。

其优异的力学性能和耐久性使其成为现代建筑的首选材料。

五、创新要点1.材料创新:通过独特的配方设计和制备工艺,实现UHPC的高强度、高耐久性和高环保性能。

2.技术创新:开发新型的施工技术和装备,提高UHPC的施工效率和施工质量。

3.产业创新:推动UHPC产业链的建立和完善,实现产学研用的有机结合,促进产业结构的优化和升级。

六、预期效果与达到收益1.提高建筑质量:UHPC具有优异的力学性能和耐久性,能够显著提高建筑的质量和寿命。

2.降低维护成本:UHPC的高耐久性可以减少建筑的维修和更换频率,降低维护成本。

3.节能减排:UHPC的生产和使用过程具有较低的能耗和碳排放,有助于实现节能减排的目标。

超高性能混凝土的制备及应用

超高性能混凝土的制备及应用

超高性能混凝土的制备及应用一、前言超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)是一种由高强度水泥基材料、细砂、高性能钢纤维、高性能矿物掺合料和高性能化学掺合剂等构成的新型混凝土材料。

UHPC具有优异的力学性能、耐久性和抗震性能,广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑、水利水电、核工程等领域。

本文将详细介绍UHPC的制备及应用。

二、UHPC的制备1. 材料选用UHPC的主要成分为水泥、细砂、高性能钢纤维、高性能矿物掺合料和高性能化学掺合剂。

水泥选用高强度的硅酸盐水泥或复合水泥;细砂需达到特定的粒径分布和粘结性能要求;钢纤维选用长度为13mm-25mm,直径为0.2mm-0.3mm的高强度钢纤维;矿物掺合料选用细度和化学活性较高的硅灰石粉和矿渣粉;化学掺合剂选用缓凝、减水率高的高性能减水剂。

2. 配合比设计UHPC的配合比设计要根据实际工程要求和材料特性综合确定。

常用的配合比为:水泥:细砂:水:钢纤维:矿物掺合料:化学掺合剂=1:1.5:0.2:2.5%:25%:3%。

3. 制备工艺(1)原材料预处理:将水泥、细砂、矿物掺合料和化学掺合剂按一定比例混合,加入适量的水搅拌均匀。

将钢纤维加入搅拌机中,与混合料进行干混,使钢纤维均匀分散。

(2)混凝土制备:将预处理好的混合料加入搅拌机,搅拌至均匀,然后进行振捣。

振捣时间一般为5-10min,振捣强度为100-200Hz。

(3)浇筑成型:将制备好的UHPC浇入模具中,用振动器振动排气,然后平整表面,进行养护。

三、UHPC的应用1. 桥梁工程UHPC在桥梁工程中的应用广泛,常用于桥墩、桥台、桥梁连接件等构件的制作。

UHPC不仅能够提高桥梁结构的承载能力和耐久性,还能够减小结构的自重,降低建造成本。

2. 隧道工程UHPC在隧道工程中的应用主要集中在隧道衬砌、隧道口等部位。

UHPC具有高强度、高耐久性、高抗震性和优异的耐腐蚀性能,能够有效提高隧道结构的稳定性和安全性。

超高性能混凝土(UHPC)研发与应用研究

超高性能混凝土(UHPC)研发与应用研究

超高性能混凝土(UHPC)研发与应用研究摘要:超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)具有极高的力学性能和耐久性能,作为一种新型材料引起了国内外众多学者的关注,纷纷开展了关于UHPC的研究,包括UHPC材料组成与结构性能的研究,发现其力学性能优异可有效地减轻结构自重,材料致密能提高结构耐久性,由于上述众多优点,UHPC已经在桥梁工程、建筑工程等工程中被逐渐应用。

引言20世纪以来,随着社会经济的发展,工程结构朝更高、更长、更深方向发展,这对混凝土的强度提出了新的要求。

为满足这种要求,随着科技的进步,混凝土的强度得到了不断的提高。

在20世纪20年代、50年代和70年代,混凝土的平均抗压强度可分别达到20、30、40MPa。

20世纪70年代末,由于减水剂和高活性掺合料的开发和应用,强度超过60MPa的高强混凝土(High Strength Concrete,HSC)应运而生,此后在土木工程中得到越来越广泛的应用[1-4]。

然而,单纯提高混凝土抗压强度,并不能改变其脆性大、抗拉强度低的不足。

采用纤维增强的方法,产生了纤维增强混凝土(Fiber Reinforced Concrete,FRC)[4],其所用纤维按材料性质可划分为金属纤维、无机纤维和有机纤维等,最常用的是金属纤维中的钢纤维。

随着社会的发展,许多特殊工程,如近海和海岸工程、海上石油钻井平台、海底隧道、地下空间、核废料容器、核反应堆防护罩等,对混凝土的耐腐蚀性、耐久性和抵抗各种恶劣环境的能力等也提出了更高的要求。

因此,人们又提出了将HSC包含在内的高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC)的概念。

1 UHPC材料研究与发展1994年,Larrard和 Sedran首次提出了超高性能混凝土(UHPC)的概念;同年,法国的Richard报道了最具代表性的超高性能混凝土—活性粉末混凝土(RPC)[5]。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Abstract:Ultra high performance concrete(UHPC)is a kind of concrete materia1.The compressive strength of UHPC is greater than
100 M Pa,an d each performance is very good.However,due to the high cost of raw m aterials such as steel fiber and quartz,the applica— tion of UHPC is lim ited.A kind of economical UHPC is prepared by alternative raw m aterials such as river sand and gravel at conven— tional process condition.The m echanical properties,durability and microstructure of UHPC are studied.The test results show that the m e— chanical properties and durability of UHPC are much better than ordinary C50 concrete,an d economic UHPC can be prepared by con— ventional materials. Key words:ultra high perform ance concrete;economical ultra—high per formance concrete;steel f iber
Study on preparation and performance of econom ical UHPC
DIN G Sha ,ZHANG Guozhi ,YOU Xinpeng ,CHEN Feixiang ,YE Zhikun
(1.CCCC Second Harbor Engineering Co.,Ltd.,W uhan 430070,China;
0 性 能 混 凝 土 (Ultra—High Performance Concrete, 简称 UHPC),不 同 于普 通 混 凝 土 ,是 指 抗 压 强 度 大 于 100 MPa,各方面性能都十分优 良的混凝土。UHPC最早于 1993年 由法 国 的皮埃 尔 ·理 查 德研 究 小组 研 制 而成 ,也被 成 为 活 性 粉 末 混 凝 土 (Reactive Powder Concrete,简 称 RPC)… 。通 常 制备 UHPC 的 原材 料 主要 包 含 水 泥 、硅 灰 、
2.School of Civil Engineering and Architecture,W uhan University of Technology,W uhan 430070,China;
3.CCCC Wuhan Ha rbor Engineer ing Design and Resea rch Inst itute Co.,Ltd.,Wuhan 430070,China)
石英 砂 、钢纤 维 等 。UHPC 拥 有 超 高 强 度 ,超 高 耐 久 性 ,超 高韧性等诸多优点 ,但也存在原材料成本 高,制 备工艺复 杂等 问题 ,限制了其推广应用 。据文献表明 ,常规工艺 条件 下 也 能制 备 出性 能 较好 的 UHPC ,而 采 用 天 然 细 集 料取代石英砂制备 UHPC也是可行 的 。
本试验通过常规 工艺 条件 ,降低钢纤维 掺量 ,同时采 用砂 ,石等常规替 代型原材料 制备 经济型 UHPC,大幅降 低了 UHPC的制备成本 。同时,通过对 比传统不含粗骨料 的 RPC型 UHPC和 C50混凝土 ,对 UHPC的各项性能进
1 试 验
1.1 原 材 料 本试验制备 UHPC所选用的原材料包括 : (1)水泥选黄石生产 的 P·II 52.5级水 泥;(2)掺合料
丁 沙 --,张 国 志 ,游 新鹏 ,陈 飞 翔 ,叶 志 坤。 (I.中交第二航务工程局有限公 司 ,湖北 武汉 430070;2.武汉理工大学 土木工程与建筑学 院 ,湖北 武汉 430070;
3.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 ,湖北 武汉 430070)
摘 要 :超 高性能混 凝 土(UHPC)是 指抗 压强 度大 于 100 MPa,各项 性能 都 十分 优 良的一种 混 凝土 材 料 ,但 由于其 内部 钢 纤维 、 石英砂 等原 材料成 本过 高限 制 了其 推广 应用 。通过 常规 工艺 条件 ,降低 钢纤维 掺量 ,采用 常 规河 砂 ,碎石 等 替代 型原 材 料制 备 经 济 型 UHPC,并 对其 力学性 能 、耐 久性 能及微 观结 构进行 了试 验研 究 。试验 结果表 明 :相 比于普通 C50 7昆凝 土 ,UHPC 的力学 性能 及 耐久 性能 大幅 提高 ,通 过常 规原材 料也 能制 备 出经 济型 UHPC。 关 键 词 :超高性 能混 凝土 ;经济 型 UHPC;钢纤 维 中 图分类号 :TU528.01 文 献标 志码 :A 文章 编号 :1002—3550(2016)02—0131—03
2016 年 第 2 期 ( 总 第 316 期 ) Number 2 in 2016(Total No.316)
doi:10.3969 ̄.issn.1002—3550.2016.02.033


Concrete

实 用 技 术
PRA CTICA L TECH N0 LOG Y
经 济 型 U HPC 的 制 备 及 性 能研 究
相关文档
最新文档