Что такое УХПК?
UH в UHPC — это аббревиатура фразы (Ultra-High), которая относится к самому высокому уровню.
Слово P (Performance) означает производительность и эффективность.
C означает бетон
UHPC означает «бетон сверхвысокой производительности».
Насколько силен UHPC?
Поскольку UHPC представляет собой бетон сверхвысоких характеристик, насколько высокими могут быть его характеристики? Судя по основным свойствам бетона на сжатие, прочность на сжатие обычного бетона составляет около 15 МПа-30 МПа, тогда как прочность на сжатие чугуна, который очень тверд в нашей повседневной жизни, обычно составляет 200 МПа. Говорят, что UHPC имеет самую высокую прочность на сжатие, но может достигать 810 МПа. Можно сказать, что обычный бетон – это «пять мразей» перед СВПК.
«Кайф» сверхвысокого бетона (UHPC) – это не просто способность к сжатию.
«Три максимума» UHPC
«Сверхвысокопрочный бетон» в основном известен своими «тремя достоинствами»: высокой прочностью, высокой долговечностью и высокой удобоукладываемостью.
"высокая прочность"
Как упоминалось выше, максимальная прочность на сжатие UHPC может достигать 810 МПа. Поскольку уровень процесса в каждой стране совершенно разный, UHPC также требует минимальной прочности на сжатие более 150 МПа, прочности на сдвиг более 25 МПа, а также высокой теплоизоляции и высокой водонепроницаемости, тонкой текстуры, которая может в основном изолировать все вредные вещества. СМИ. Можно сказать, что это белая нефритовая колонна, поддерживающая небо, пурпурно-золотой луч, поддерживающий море и самостоятельно несущий небо.
«Высокая долговечность»
Традиционный бетон неизбежно имеет множество пробелов. В случае высоких или низких температур, продолжительного дождя или яркого солнечного света зазоры еще больше увеличиваются, а срок службы сокращается. Сам UHPC практически не имеет пробелов. Даже если небольшие разрывы вызваны внешними силами, UHPC также обладает чудесной способностью самовосстановления.
UHPC впервые был использован в строительстве мостов для уменьшения собственного веса конструкции и увеличения срока службы и долговечности конструкции. Срок службы может достигать более 100 лет.
«Высокая работоспособность»
В отличие от традиционного бетона, который является «толстым, громоздким, толстым и тяжелым», UHPC опирается на свои сильные физические свойства, которые делают конструкцию чрезвычайно легкой и имеют сильную визуальную эстетику. Благодаря его превосходным характеристикам дизайнеры могут реализовать свое дикое воображение.
UHPC имеет высокую плотность, высокое качество поверхности, тонкую текстуру и ощущение тепла и нефрита. Обычный бетон перед UHPC совершенно шершавый. Мало того, сверхнизкая пористость также снижает вероятность загрязнения UHPC, что упрощает очистку и обслуживание.
Почему UHPC настолько мощный?
Традиционный бетон обычно готовят из цемента, добавок, песка и гравия, воды и других ингредиентов в определенной пропорции. После смешивания и определенного отверждения образуется композиционный материал на основе цемента, состоящий в основном из заполнителя (песка и гравия) и цементного раствора. Однако физико-механические свойства традиционных бетонных заполнителей и цементного раствора сильно различаются, что в основном ограничивается следующими тремя аспектами:
Во-первых, из-за теплового расширения и сжатия воды в цементном растворе при высоких или низких температурах между заполнителем и цементным раствором естественным образом возникают зазоры.
Во-вторых, твердость заполнителей, состоящих в основном из песка и гравия, невысока, а большой объем еще больше увеличит трещины под действием внешней силы. Вообще говоря, чем больше объем заполнителя, тем больше трещин.
В-третьих, процесс смешивания традиционного бетона является грубым, поэтому поддерживающие заполнители в цементном растворе распределяются неравномерно, а пористость относительно высока, что значительно снижает сжимающую способность бетона.
Это делает традиционный бетон очень хрупким, с плохим сопротивлением сжатию и низкой долговечностью. Сопротивление давлению составляет всего 20 МПа-30 МПа.
• Чтобы улучшить характеристики бетона, мы в основном начинаем со следующих трех пунктов:
1. Максимально снизить содержание влаги в бетоне.
2. В качестве заполнителей ищите более мелкие и твердые материалы.
3. Уменьшите пористость и сделайте распределение заполнителей, сред и т. д. более равномерным.
«Водоредуцирующий агент снижает содержание влаги»
«Ультрамелкий порошок повышает плотность»
В 1970-х годах датчане значительно улучшили прочность бетона, добавляя в бетон водоредуцирующие добавки и сверхтонкие порошки. Водоредуцирующие добавки существенно снижают содержание влаги в бетоне. Ультратонкий порошок добавляется в состав бетона в качестве добавки. Благодаря достаточному перемешиванию можно эффективно уменьшить зазоры между заполнителями, минимизировать качество смешанного воздуха и улучшить плотность материала.
Бетон, обработанный вышеописанным методом, называется ВПК (высокопрочный бетон). Теоретически сопротивление сжатию HPC может достигать прочности 120 МПа (выдерживает силу 120 тонн на квадратный метр).
«Водоредуцирующий агент снижает содержание влаги»
«Ультрамелкий порошок повышает плотность»
В 1970-х годах датчане значительно улучшили прочность бетона, добавляя в бетон водоредуцирующие добавки и сверхтонкие порошки. Водоредуцирующие добавки существенно снижают содержание влаги в бетоне. Ультратонкий порошок добавляется в состав бетона в качестве добавки. Благодаря достаточному перемешиванию можно эффективно уменьшить зазоры между заполнителями, минимизировать качество смешанного воздуха и улучшить плотность материала.
Бетон, обработанный вышеописанным методом, называется ВПК (высокопрочный бетон). Теоретически сопротивление сжатию HPC может достигать прочности 120 МПа (выдерживает силу 120 тонн на квадратный метр).
«Стальная фибра увеличивает прочность»
«Активный порошок улучшает плавление»
Примерно в 1990-х годах в качестве добавок к бетону стали использовать активные минеральные порошки, такие как микрокремнезем и минеральный порошок, для замены традиционных крупных заполнителей стали использовать сверхдисперсные стальные волокна, а для устранения внутренних дефектов материала добавляли ультрадисперсные активные порошки. опуститься до минимума. Стальная фибра имеет более высокую прочность и меньший объем. Активные минеральные порошки, такие как микрокремнезем и минеральный порошок, могут химически обеспечить более высокую степень плавления материалов. После длительного содержания в условиях высокой температуры и высокого давления бетон может стать структурно оптимальным с микроскопической точки зрения. Даже незначительные трещины в материале могут медленно заживить себя под действием активного минерального порошка.
«Литье под высоким давлением»
«Высокотемпературное обслуживание»
Поскольку активный минеральный порошок играет ведущую роль во всем процессе, бетон в настоящее время называют реактивным порошковым бетоном RPC (Reactive Poeder Concrete). Этот вид бетона уже может иметь сверхвысокие физические свойства и также называется UHPC.
Как правило, RPC (реактивный порошковый бетон) можно разделить на два уровня в зависимости от различных условий отверждения. После отверждения в течение примерно 3 дней при температуре 20 -90 градусов прочность на сжатие RPC может достигать 200 МПа (сила может выдерживать 200 тонн на квадратный метр). ), этот тип бетона называется PRC200. Если RPC формируется под высоким давлением (пористость UHPC ниже при высоком давлении) и отверждается при температуре 250 градусов -400, прочность RPC на сжатие может достигать 500 МПа-800 МПа. Этот тип бетона называется PRC800.
Между странами существуют большие различия в уровне мастерства, науки и технологий, а также существуют большие различия в стандартах оценки UHPC между странами. Вообще говоря, бетон с прочностью на сжатие более 150 МПа можно назвать бетоном сверхвысоких эксплуатационных характеристик (UHPC).
«Относительные ограничения UHPC»
Вообще говоря, если UHPC хочет достичь относительно высокой прочности, в качестве необходимого условия требуется определенное термическое отверждение при высокой температуре и высоком давлении. С другой стороны, стальные волокна имеют тенденцию к агломерации в процессе смешивания, что требует крупногабаритного профессионального смесительного оборудования. Этих строительных условий в принципе трудно достичь при заливке на месте. Это также приводит к тому, что большинство UHPC представляют собой сборные детали, которые необходимо заранее подготовить на заводе, а стоимость будет очень высокой.
Талантливый архитектор Руди Риччиот1 однажды прокомментировал UHPC (сверхвысокопрочный бетон): «Мы не знаем, как далеко нас заведет этот материал, но вместе мы определенно сможем изменить мир». Действительно, сила технологий больше похожа на мост, ведущий дизайнеров в царство творчества.
