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。
性能混凝土与普通混凝土、混凝土不同之处在于:不使用粗骨料,使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维),水泥用量较大,水胶比很低。性能混凝土的组成见表2。
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。
既然UHPC是性能混凝土,那它的性能究竟可以达到多高?以混凝土主要的抗压性能来看,普通混凝土的抗压强度差不多在15Mpa-30Mpa,而我们日常生活中硬度很高的生铁,抗压强度一般在200Mpa,据说UHPC抗压强度高却可以达到810Mpa可以说普通混凝土在UHPC面前都是“战五渣”。
传统混凝土一般是由水泥、掺合料、砂石、水等成分按一定比例进行配制,经过搅拌和在一定的养护之后便形成以骨料(砂石)和水泥浆为主的水泥基复合材料。但传统混凝土的骨料与水泥浆在物理和力学性能上,有较大的差异,主要受以下三个方面的制约:水泥浆含水在高温或低温热胀冷缩的作用先,骨料和水泥浆之间天然便会产生缝隙。第二以砂石为主的骨料硬度不高且体积较大在外力的用下会使缝隙进一步放大,一般来说骨料的体积越大裂缝越大。第三传统混凝土在搅拌过程粗糙,使得起支撑作用的骨料在水泥浆的分布并没有很均匀且孔隙率比较高,大大降低混凝土的抗压能力。
上世纪70年代丹麦人通过在混凝土加入减水剂和超细粉末等方式使混凝土的强度提升。减水剂使得混凝土中的水分含量大幅度降低。超细粉末粉末作为掺合料加入到混凝土的配料中去,通过充分的搅拌以此来有效减少骨料之间的缝隙并大限度得减少混合空气的质量,提高材料的密实度。