性能混凝土(Ultra-HighPerformance Concrete,简称UHPC),因为一般需掺入钢纤维或高强聚合物纤维,也被称作性能纤维增强混凝土。UHPC不同于传统的高强混凝土(HSC)和钢纤维混凝土(SFRC),也不是传统意义“混凝土(HPC)”的高强化,而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。
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。
具有较强的防火、抗爆和抗冲击能力,UHPC可广泛用于军事工程、银行金库等薄壁工程,适当配筋和钢结构性能相当。
性能混凝土(UHPC)是一种新型的建筑材料,具有的强度、耐久性和耐久性。它由水泥、细砂、细骨料、粉煤灰和化学掺合料等组成,通过特殊的比例和工艺加工而成。性能混凝土具有的抗压强度,超过了传统混凝土的几倍。它还具有的抗渗透性、抗冻融性和耐化学腐蚀性,适用于各种高要求的建筑结构和工程。
性能混凝土广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑、水利工程等领域,能够提供更安全、耐久和可靠的结构。此外,性能混凝土还可以用于制造特殊构件,如梁、板、柱等,具有出色的抗震性能和结构效益。随着技术的不断进步,性能混凝土将在未来的建筑领域发挥更重要的作用。
目前,性能混凝土已经在实际工程中得到应用,如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳等。可以预计,未来性能混凝土会有越来越多的应用。图1为性能混凝土构件及试验。
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。