uhpc超高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,
选用优质原材料,且必须掺加足够数量的掺合料(矿物细掺料)和高效外加剂。
超高性能混凝土(UHPC)具有以下特性:
高强度:UHPC具有非常高的抗压强度,超过200MPa,这使其能够应用于对强度要求极高的工程中。
体积稳定性:UHPC的体积稳定性表现优秀,能在高弹性模量中应用,还能抗低收缩、徐变、低温度变形等。其干缩值也比较小,在固化后90天内干缩值不会超过0.04%,稳定性极高。
自密实性:UHPC在调配时不需要添加太多的水,其本身流动性、抗离析性度不错,能满足不同场所的自密实性要求。
耐久性:由于UHPC的高自密度,其抗冻、抗渗方面有比较好的优势。因此各方面组合影响下,也让UHPC具备了抗化学腐蚀性能,使用寿命也更持久了,可以保证工程的施工质量,减少后期维修。
水化热:UHPC的水化热相应的降低。
收缩和徐变:强度越高总收缩量越小。
耐火性:UHPC也具有不错的耐火性。
配比要求
高性能混凝土的配合比应根据原材料品质、设计强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性能的要求,通过计算、试配、调整等步骤确定。进行配合比设计时应符合下列规定:
1、对不同强度等级混凝土的胶凝材料总量应进行控制,C40 以下不宜大于400kg/m3;C40 ~ C50 不宜大于450kg/m3;C60 及以上的非泵送混凝土不宜大于500kg/m3,泵送混凝土不宜大于530kg/m3;
配有钢筋的混凝土结构,在不同环境条件下其最大水胶比和单方混凝土中胶凝材料的最小用最应符合设计要求。
2、混凝土中宜适量掺加优质的粉煤灰、磨细矿渣粉或磁灰等矿物掺合料,用以提高其耐久性,改善其施工性能和抗裂性能,其掺量宜根据混凝土的性能要求通过试验确定,且不宜超过胶凝材料总量的20%。
当混凝土中粉煤灰掺最大于30% 时,混凝土的水胶比不得大于0.45;在预应力混凝土及处于冻融环境的混凝土中,粉煤灰的掺量不宜大于20%,且粉煤灰的含碳量不宜大于2%。对暴露于空气中的一般构件混凝土,粉煤灰的掺量不宜大于20%,且单方混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量不宜小于240kg。
3、对耐久性有较高要求的混凝土结构,试配时应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能的对比试验,并从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配合比。
4、混凝土中宜适量掺加外加剂,但宜选用质量可靠、稳定的多功能复合外加剂。
5、冻融环境下的混凝土宜采用引气混凝土。冻融环境作用等级D级及以上的混凝土必须掺用引气剂,并应满足相应强度等级中最大水胶比和胶凝材料最小用量的要求;对处于其他环境作用等级的混凝土,
亦可通过掺加引气剂(含气量不小于4% )提高其耐久性。混凝土抗冻性的耐久性指数(DF) 应符合现行行业标准《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》 (JTG/T B07-01 )的规定。引气混凝土的适宜含气量和气泡间距系数应符合规定。
6、对混凝土中总碱含量的控制,应符合规定。混凝土中的氯离子总含量,对钢筋混凝土不应超过胶凝材料总质量的0.10%;对预应力混凝土不应超过0.06%。
7、混凝土的坍落度宜根据施工工艺的要求确定,条件允许时宜选用低坍落度的混凝土施工。