新聞資訊(Xùn) 當前位○置○:首頁新聞[Wén]資訊—關于(Yú)UHPC的幾[Jǐ]點讨[Tǎo]論
關于UHPC的幾點讨●論●[Lùn]

  一、UHPC最低抗壓強度
  UHPC除具有超高強的抗壓強度[Dù]外,還具有優良的耐久性和一(Yī)定的(De)抗拉能力,但是抗壓(Yā)強度依然是其最∇主∇要的技術指(Zhǐ)⋄标⋄。
  各國标準所規[Guī]定的UHPC最[Zuì]低抗壓強[Qiáng]度指标[Biāo]不盡(Jìn)相同[Tóng]。早期标準均定得較高,如法國(AFGC)2001年和(Hé)2013年的[De]指[Zhǐ]南、日本 (JSCE)2004年○的○指南均(Jun1)定為150MPa,◆韓◆國2012年的指南更是(Shì)高達180MPa;然而,極高的抗壓強度[Dù]在工程(Chéng)上難以[Yǐ]充分發揮作用[Yòng],為推廣應用,近年來最低強∇度∇要求有降低的趨勢,如法國的NFP-18-470 定為130MPa,瑞 ∇士∇ SIA 2052和美國ASTM C 1856/1856M-17定為120MPa。目▲前▲,120MPa◆和◆130MPa認可度較(Jiào)高,同時有個别專家認為,強度隻⋄有⋄120~130MPa時,不能稱之為超高性能,而隻能是[Shì]超高強度。因為隻有耐久性好(Hǎo),才能稱為(Wéi)超高性能,而且耐久性好則材料密實性必然好,強度也自然更高。在現有标準中,中[Zhōng]國的GB/T 31387-2015定[Dìng]得最低,僅[Jǐn]為100MPa,這也引起國際同(Tóng)行的⋄争⋄議。
  由于各标準中所采用的強度[Dù]測試試件形狀、尺寸(Cùn)并不一緻,且形狀、尺寸效應存[Cún]在着換算關⋄系⋄,換算後各[Gè]标(Biāo)準對UHPC最▾低▾強度的要求與換算◆前◆相比數值有所變化,但[Dàn]大小序列并沒有改變(Biàn)。有學者認為,100MPa抗(Kàng)壓強度的混○凝○[Níng]土采用高性能混凝土的方法[Fǎ]可以(Yǐ)制備出來[Lái],因此,将(Jiāng)其定為UHPC最低[Dī]▾強▾度是偏(Piān)低的;同時,UHPC因◈為◈要達到優良的[De]耐久性,●采●用低水膠比獲得高(Gāo)于100MPa抗(Kàng)壓強度并無困▲難▲[Nán],而且強度定低了也不見得能取得◇經◇(Jīng)濟效益,因此,建議中(Zhōng)國的UHPC抗[Kàng]壓強度最低要求(Qiú)可定在120~130MPa之間。
  二(èr)、UHPC定義
  ▽雖▽(Suī)然UHPC在學術層面的讨◆論◆還在不斷[Duàn]進行之中,各标準∆對∆此均有所反映,但總體而言,它是一種比高性能混(Hùn)凝土更▿具▿優越◊力◊學(Xué)性能(強度和耐久性)的水泥基複▽合▽材料。
  在分析總結各[Gè]國(Guó)标準基礎上[Shàng],有學者◇提◇(Tí)出的UHPC定[Dìng]義為“與高性能(Néng)混凝○土○相比,具有高強度、 ◆高◆(Gāo)耐久性和[Hé]拉伸延性的水泥基複合材料,并且摻入(Rù)用于提高開[Kāi]裂後拉伸▽延▽(Yán)性的[De]纖維或纖維網,28d抗壓(Yā)強度至少120MPa”。
  首先,對UHPC材料本質的認識,目前有兩大觀點(Diǎn):一種觀點認為(Wéi)它仍然是混凝土[Tǔ]的一種;另一種觀點認為它是一▿種▿(Zhǒng)不同于傳統混凝土的水泥基材料。具(Jù)▲體▲體現在UHPC名詞中,前者認為它的[De]C是指混凝土(Concrete),後者認[Rèn]為[Wéi]它的C是指▿水▿泥基材料(Cement-based Material)。大部分學者和标準中C用(Yòng)的是前者,也有學▾者▾持後者的觀點。實際上後者的說法在2004年德國卡塞爾第1屆UHPC國際會議[Yì]上得到許多(Duō)專家的認可,◆雖◆然UHPC仍沿用混凝土名稱,但卻可以認為是一種新的材料,即[Jí]新(Xīn)一代水泥基建築材料。
  ◆其◆次,關于UHPC是否一定要[Yào]用纖維增強,也○有○不同的看法。在許多⋄研⋄究中(Zhōng),UHPC包含有纖維▿增▿強和無纖維增強的2種材料,▲以▲[Yǐ]探∇究∇纖維(Wéi)作用;另外,在鋼管UHPC受壓構件中,管内UHPC也可以不用纖維增強[Qiáng],因為鋼⋄管⋄約束作用能提高管内UHPC的韌性。▾另▾一種觀點認為,UHPC一(Yī)定要▽有▽纖維增強,并應稱為 UHFRC,不能省(Shěng)去FR(Fiber Reinforced,纖維增強)。法國[Guó]、瑞士等規[Guī]範均采用UHPFRC,有時在名詞中還要加上(Shàng) “複合” (Composite)來強調它是由基體和纖維組成的材料(Liào)。
  最後,也有學者認為[Wéi]UHPC應具有開裂後的拉(Lā)伸延性。對此,也有不[Bú]同的看法。UHPC不僅具有一定[Dìng]的(De)抗拉強度,且由于纖維的橋[Qiáo]▽接▽作(Zuò)用,受拉開裂後(Hòu)具有一定的拉伸延性,許多學者研▾究▾認為UHPC受彎結構設計應考慮其抗拉強度。設計中(Zhōng)考∆慮∆●抗●拉強度後,對UHPC的拉伸延性就必然(Rán)提出要求。然而,另有觀點[Diǎn]認為UHPC的抗拉強度并不高,貢獻不大(Dà),∇且∇它與澆注方(Fāng)向等(Děng)施工工藝直接相●關●,實際工程中不易控[Kòng]制[Zhì],為簡化計算和偏[Piān]安全考∇慮∇,不必◇考◇(Kǎo)慮抗拉強度的貢(Gòng)獻。●如●(Rú)果設計中[Zhōng]不考慮抗拉強度的貢[Gòng]獻,則對(Duì)UHPC的拉伸延性◊沒◊[Méi]有必要提出▿要▿(Yào)◊求◊。
  三、UHPC應用[Yòng]
  随着标準制訂的不[Bú]斷進展,經濟⋄性⋄[Xìng]越(Yuè)來越[Yuè]成為影(Yǐng)響UHPC推廣應用的關鍵。◊在◊現有◆應◆[Yīng]用中,馬來[Lái]西亞和越南的橋梁(Liáng)應用具有較好(Hǎo)的一次性投資經(Jīng)濟性,其餘大部分(Fèn)的造[Zào]價均較高。許多(Duō)學者在替代材料∇方∇(Fāng)面展開研究,研究結果(Guǒ)顯示[Shì],單價較高的鋼纖[Xiān]維和◈矽◈灰(Huī)的替[Tì]代效果仍不理想。有學者認○為○,UHPC就應該保持其超高的性能,不能為取得經濟性去降低其品(Pǐn)質,尤其是工○業○廢料和機制▾砂▾等原材料質量不穩◈定◈,給UHPC質量控制帶⋄來⋄[Lái]困難。應将UHPC視為功能性材料(Liào),并通過結構(Gòu)創新來▽取▽得綜(Zōng)合經濟效益。
  UHPC比◇高◇性能混凝土具有更高[Gāo]的抗壓強度(Dù)和[Hé]抗拉強度、更好的耐久性。部分(Fèn)應用中可以綜合發[Fā]揮各種∆性∆能優勢,◆如◆在橋梁主體結構以及鋼-UHPC組合橋[Qiáo]面闆等。然而一些實際應用中,▿這▿3◆個◆優勢不一◇定◇[Dìng]能同時▾發▾揮作(Zuò)用,而是偏重某[Mǒu]些性能的[De]發揮,如對于某些通(Tōng)過發揮抗拉優勢、省(Shěng)去普通鋼筋和箍筋的應用存有争議,▾認▾為這可能會導(Dǎo)緻結構脆性破壞。
  UHPC在工●程●結構應用時,有些∇是∇(Shì)簡單(Dān)的替代性(Xìng)應用,即保持[Chí]結[Jié]構形式基本不變,僅用[Yòng]UHPC替[Tì]代普[Pǔ]通或高性能混凝土,▽或▽(Huò)替代[Dài]鋼材。⋄另⋄一些則是(Shì)強調結構或◇造◇(Zào)型的創新,如人行橋,将欄杆做成結構的一部分,形成[Chéng]U形◇梁◇。該形式在許多人(Rén)行橋中得到應用。
  中國UHPC研究◆開◆展◇并◇(Bìng)不晚,但早(Zǎo)期的實際應用極少(Shǎo),若[Ruò]置于中國大規模工程建設的背景[Jǐng]下,更顯得滞後。中國目前仍處于大規模建設時期,在國際(Jì)上(Shàng)被認為是UHPC最大的市▾場▾。同時(Shí),中國(Guó)是微細鋼纖維主要生(Shēng)産國,且(Qiě)造價較低,成為中國(Guó)UHPC推廣應用一個(Gè)有利條件。然而,對新材料應用的畏難和怕擔責任等情緒使得工程創新應用難度增加(Jiā)。如何取得突破,還有待各方面的◊努◊(Nǔ)力。
  四、UHPC标準
  近年來,有關(Guān)UHPC的标(Biāo)準制訂在不斷推[Tuī]進之中(Zhōng),将為中國UHPC應用(Yòng)提[Tí]供重要的技[Jì]術保證。▲然▲而,随着◊中◊國(Guó)工程建設标準體系的改革和團體标準應用的推進, 有關UHPC标準的制[Zhì]訂呈井噴[Pēn]式現象對(Duì)UHPC推廣應用[Yòng]是否隻是利好而無(Wú)副[Fù]作[Zuò]用,目前還難▽以▽斷言。

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