常见钢材包括哪些材料( 三 )


如 今,常用 UHPC 抗压强度在 1 5 0 MPa ~250MPa范围 。在此范围,采用常规的强制式搅 拌、密实方法(自密实或振动)成型和养护(常温保湿或常压蒸汽养护),就能够进行现浇和预制应用 。UHPC的抗压强度通常只有质量指标的意 义,因为在结构应用中,主要关注的是UHPC抗拉或抗弯强度以及应变硬化 。需要根据应用场合,选用适宜的纤维品种和掺量,实现要求的UHPC 抗拉或抗弯强度;配置钢筋或预应力技术,实现 UHPC结构的轻质高强 。
提问者
超高性能混凝土现在有哪些工程应用?应用的目的?
在世界范围,UHPC已经有很多工程应用,包括:
● 桥梁:人行天桥(1997年最早的UHPC结构 应用)、公路和铁路桥的多种桥梁结构,用于提 高桥梁跨径或减小桥梁高/跨比、实现桥梁快速施工和提高桥梁耐久性与寿命 。
● 桥面板:解决桥面板受冻融和除冰盐作用劣化快的难题,提高耐久性、快速施工 。
● 结构连接:预制混凝土桥面板、风电钢塔筒等灌缝连接,实现高强度结构连接 。
● 维修加固:桥梁和建筑的梁板柱、灯塔、道路路面、水工冲磨结构等,用于结构保护、功能恢复,或结构加固、提高结构承载能力,延长结构使用寿命 。
● 房屋建筑:薄壁阳台与楼梯、镂空幕墙等,用于轻巧美观结构,或承载、功能和装饰一体的结构 。
● 污水设施:污水管道、污水处理厂设施,降低维护维修费用,提高使用寿命或替代不锈钢降 低建造成本 。
● 街具、家具:城市雕塑、街具、家具等,造型优美、耐久耐用 。
● 盖板:高铁电缆沟盖板(中国的主 要应 用),减小重量、高耐久性 。
● 某些替代铸铁铸钢产品:钻孔桩钻头、检查井盖、雨水篦子等,降低成本、提高使用寿命 。
● 抗爆、抗侵入结构:军事工程、银行金库等,提高安全性等等 。
提问者
超高性能混凝土结构的优缺点有哪些?
与高强和高性能混凝土(HSC/HPC)结构对比:从表观密度比较,UHPC的稍高 。UHPC似乎 不能算是“轻质材料” 。然而,在力学性能方面,UHPC大幅度超越了HSC/HPC,从强度/质量比 (比强度)和刚度/质量比(比刚度)以及可建造 的轻质高强结构来分析对比,UHPC应归入“轻 质高强”材料 。UHPC适合于建造“细、薄、巧、 轻”的混凝土结构,改变了混凝土结构“肥梁胖 柱”的面貌 。在耐久性方面,UHPC也比HPC有了长足的进步 。从理论上和目前试验结果分析,在大多数恶劣自然环境中,UHPC的结构寿命预 期是HPC结构寿命的至少2倍以上 。在海洋环境中,UHPC结构的工作寿命超过200年是完全可能的 。
与钢结构对比:在比强度和比刚度上,钢筋 UHPC(CRC、HRUHPC或R-UHPFRC)梁能够达到钢梁的水平(参考表1和图2) 。在耐久与耐火性 能方面,UHPC结构则具有显著优势 。
UHPC结构的缺点:UHPC材料制备成本相对 较高,结构设计和施工相对复杂,目前应用技术 发展的成熟程度还较低 。在性能上,相应于很高的抗压强度,UHPC的弹性模量与钢材的相差很远,碳素钢的弹性模量约为210GPa,而UHPC弹性模量只有50GPa~60GPa 。此外,必须要注意到很低的水胶比造成较大的自收缩 。现在已有人在研究解决此问题的技术 。

常见钢材包括哪些材料


提问者
超高性能混凝土容易配制吗?
配制出UHPC不难,但工业化生产制备性能优良、稳定的UHPC并不容易 。
UHPC制备理论经历了近40年发展,已经比较成熟,遵循的基本原则是使基体密实度最大化 。现在,配制UHPC的技术途径和使用材料呈现多样化发展,除了水泥和硅灰外,应用或研究的矿物原材料包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米碳管、磨细或分选超细粉煤灰、超细矿粉、超细水泥、稻壳灰、偏高岭土、石英 粉、玻璃粉,等等 。因为原材料质量和性能要求较高、原材料种类增多以及使用纤维等,UHPC材料性能的影响因素多元和复杂,增加了生产质量控制的难度 。

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