具有較強的防火、抗爆和抗沖擊能力,UHPC可廣泛用于軍事工程、銀行金庫等薄壁工程,適當配筋和鋼結構性能相當。
UHPC的材料應用范圍十分的廣泛,主要涵蓋建筑領域、景觀領域、橋梁建造、市政管道、道路、鐵路行業(yè)、特殊環(huán)境等。 具有較強的可持續(xù)性,UHPC能夠降低建筑能耗,實現(xiàn)安全文明施工,提高建造速度和縮短建筑周期。
目前,性能混凝土已經(jīng)在實際工程中得到應用,如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁、薄壁筒倉、核廢料罐、鋼索錨固加強板、ATM機保護殼等??梢灶A計,未來性能混凝土會有越來越多的應用。圖1為性能混凝土構件及試驗。
既然UHPC是性能混凝土,那它的性能究竟可以達到多高?以混凝土主要的抗壓性能來看,普通混凝土的抗壓強度差不多在15Mpa-30Mpa,而我們?nèi)粘I钪杏捕群芨叩纳F,抗壓強度一般在200Mpa,據(jù)說UHPC抗壓強度高卻可以達到810Mpa可以說普通混凝土在UHPC面前都是“戰(zhàn)五渣”。
傳統(tǒng)混凝土一般是由水泥、摻合料、砂石、水等成分按一定比例進行配制,經(jīng)過攪拌和在一定的養(yǎng)護之后便形成以骨料(砂石)和水泥漿為主的水泥基復合材料。但傳統(tǒng)混凝土的骨料與水泥漿在物理和力學性能上,有較大的差異,主要受以下三個方面的制約:水泥漿含水在高溫或低溫熱脹冷縮的作用先,骨料和水泥漿之間天然便會產(chǎn)生縫隙。第二以砂石為主的骨料硬度不高且體積較大在外力的用下會使縫隙進一步放大,一般來說骨料的體積越大裂縫越大。第三傳統(tǒng)混凝土在攪拌過程粗糙,使得起支撐作用的骨料在水泥漿的分布并沒有很均勻且孔隙率比較高,大大降低混凝土的抗壓能力。
上世紀90年代左右,人們將硅灰、礦粉等活性礦物粉末作為混凝土的摻合料,并且用超細的鋼纖維來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粗骨料,摻入超細活性粉末將材料的內(nèi)部缺陷降到低。鋼纖維強度更高體積更小,硅灰、礦粉等活性礦物粉末則可以在化學意義上使材料之間的融合度更高,并在高溫高壓的環(huán)境下經(jīng)過長時間的養(yǎng)護讓混凝土在微觀結構上達到優(yōu)。