超高性能混凝土( Ultra-High Performance Concrete),简称UHPC。一般认为是指各项性能明显优于通常的高性能混凝土的一类混凝土,学术定义为:超高性能纤维增强水泥基复合材料。
其性能有下列特点:
(1) 优良的和易性
混凝土扩展度根据工程应用需要可达到500-900mm,不离析、不泌水。
(2) 极高的强度
一般认为抗压强度在120 MPa (我国)或150~200 MPa (国外)以上, 根据要求而定。
(3) 超高的韧性(极限抗拉强度≥7MPa,抗弯强度可达到25MPa以上)
(4) 优异的耐久性
UHPC的性能特点
制备原理和配比参数特点:
去除粗骨料,以优质细骨料按最紧密堆积理论配制,减小孔隙率,提高密实度;
极低水胶比W/C<0.25(0.22),以提高强度和减少内部缺陷;
掺加纤维以增加强度和韧性。
(1)一般材料组成:
高强度水泥
超细掺合料
高性能外加剂
优质骨料
纤维
(2)抗压性能
通常蒸汽养护条件下,抗压强度能够达到150MPa及以上;
标准养护条件下,抗压强度能够达到120MPa以上;
提高蒸汽养护温度,抗压强度明显提高;
正常大气压高温(250℃)蒸汽养护后,强度度能够达到
550MPa,若加压则可超过800MPa。
(3)超高韧性
极限抗拉强度≥7MPa,抗弯强度≥25MPa。
UHPC抗拉受力过程:
弹性阶段
不可见密布初裂阶段(基体材料局部逐步出现微裂缝,小直
径短纤维空间桥接受力,受力重分布)
可见裂缝出现阶段(基体材料退出作用,大直径长纤维空间
桥接受力,受力重分布)
破坏(纤维桥接作用失效)
(4)弹性模量
UHPC弹性模量超过40GPa;
抗拉弹性模量略大于抗压弹性模量;
蒸汽养护后弹性模量变化很小。
徐变收缩
徐变系数小于1.0,影响因素与混凝土类似;
自收缩应变大于一般混凝土,蒸汽养护后自
收缩明显降低。
(5)耐久性能
高密实度、少缺陷的基体材料有效阻止了有效物质的进入;
一般混凝土性能裂化的机理在UHPC中被大大削弱。