超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,英文缩写为UHPC)是一种具有高强度、高韧性、高体积稳定性和优良耐久性的新型水泥基复合材料。在新型混凝土材料研究领域,收缩问题始终是所有研究学者关注的焦点,也是限制UHPC在结构工程中广泛应用的因素之一。收缩是导致混凝土开裂的主要原因,混凝土一旦开裂,则会大大降低结构的耐久性,甚至威胁到结构的安全。不同养护条件下UHPC的收缩性能是不同的,已有研究表明:UHPC经过热养护后干燥收缩值会大幅减少,其原因是热养护后UHPC中孔结构得到细化,基体变得更密实。本文研究了不同养护条件下UHPC试件的早期收缩和干燥收缩,并着重研究了热养护过程中UHPC的收缩变形特点以及热养护过后UHPC的收缩发展趋势。另外,本试验通过压汞试验、电镜观测、差热分析微观试验来进行机理分析。研究结果如下:

(1)标准养护条件下,UHPC的早期收缩值较大,约为干燥收缩值的1.5倍。当龄期为65d时,UHPC的收缩趋于稳定,为1490με。(2)UHPC的温度膨胀系数为11.76με/°C。在热养护过程中,UHPC在50°C以内基本不发生收缩,当温度接近70°C时,收缩值迅速增加,最终的收缩值为450με。(3)随着配筋率的提高,UHPC在热养护过程中的收缩减小,这说明配筋能够抑制UHPC在热养护过程中的收缩。配筋UHPC在热养护过程中的弹性应变很小,约为2.4με~10.37με,所以产生的残余应力很小。(4)试件尺寸对收缩有很大的影响,小尺寸试件的收缩通常要小于大尺寸试件的收缩,这是小尺寸试件中钢纤维定向分布造成的。(5)通过对不同龄期UHPC试件的微观结构的分析,经热养护后,孔结构得到细化,生成的水化产物更多,并且减少了Ca(OH)_2和钙矾石的体积。

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uhpc的配制强度可按公式如下：

普通混凝土结构的尺寸和自重均较大，使得活载应力低，疲劳问题并不突出。相比之下，超高性能混凝土（UHPC）具有优异的力学性能和耐久性，基于该材料设计的结构往往趋于轻薄化，导致结构中的动力荷载比例越来越高，疲劳问题不容忽视。本文介绍了UHPC的轴压、轴拉、弯拉疲劳性能，并简要分析各国规范在UHPC抗疲劳设计方面的要求。

疲劳问题的分类：

疲劳可定义为在反复荷载作用下，材料或结构性能的永久性、渐进性改变过程，该过程伴随着裂缝的萌生与扩展，并最终导致疲劳断裂。结构的疲劳损伤一般在远低于承载力的荷载下出现，其过程具有持续性，且破坏时往往具有突发性，因而疲劳破坏可能带来灾难性后果，应通过合理设计予以避免。

根据疲劳荷载的循环次数，疲劳问题可分为低周疲劳、高周疲劳和超高周疲劳。

国内外学者已对UHPC开展了一些疲劳试验研究，揭示了UHPC的基本疲劳性能。总体而言，UHPC中无粗骨料，基体致密，且掺入了大量钢纤维，基体开裂后，钢纤维能够传递应力并阻止裂缝扩展，从而表现出很强的应力与变形重分布能力。因此， UHPC的疲劳性能要远优于普通混凝土和钢纤维混凝土。