上海UHPC超高性能混凝土厂家

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上海华固建筑工程技术有限公司是专注特种砂浆的技术服务企业，旗下有灌浆材料、加固材料、地面快修料和防水修复料四大系列，共五十多种产品，深受广大客户信赖。灌浆系列包括高强无收缩灌浆料、快硬早强支座料、预应力灌浆料、套筒灌浆料、环氧树脂灌浆料、轨道胶泥；加固修补系列包括结构加固料、聚合物修补砂浆、高聚压浆胶泥；地面快修系列包括高聚纤维铺装料、地面快修料；防水修复系列包括防腐蚀胶泥、涂装料。
 

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　　上海UHPC超高性能混凝土厂家

     .超高性能混凝土的设计理论是堆积密度理论(densified particle packing)，其组成材料不同粒径颗粒以比例形成最紧密堆积，即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充，微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了堆积密度理论的数学模型。

 然而，直到上世纪七十年代末，在高效减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上，采用该模型设计配制的代超高性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生，称作CRC(Compact Reinforced Composite，密实增强复合材料)。CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能，抗压强度超过400MPa，使用烧结铝矾土作骨料，同时使用钢纤维提高材料的韧性，所以称作“复合材料”。受到当时高效减水剂性能的限制，CRC或早期UHPC比较粘滞，振捣密实较困难，还不便于现浇应用。

一、性能指标

　　超高性能混凝土(UHPC)性能指标如表1。

表1 超高性能混凝土（UHPC）的技术标准

　UHPC材料特性

　　UHPC是一种高强度，高韧性，孔隙率低的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是：通过提高组织成分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少，以获得超高强度与高耐久性。

　　高强、防火，抗爆，抗冰雹，抗化学腐蚀：Ductal的性能卓越，轻质结构，无需另加钢筋等支撑，能够实现更薄界面、更长跨距，轻质优雅，更具创新性。

　　高耐久性：Ductal在冻融循环、海洋环境、硫铝酸盐侵蚀、弱酸侵蚀和碳化下，能够耐受各种有害物质渗透到基体内部，同时具有自愈能力，防水效果非常好。

　　美观性：Ductal能够实现许多设计者的梦想，实现建筑的优雅造型和丰富的颜色质地和效果

　　耐久性是混凝土的一种重要性能，国内外有许多关于超高性能混凝土的耐久性研究。德国卡塞尔大学的学者在UHPC的研究中发现，超高性能混凝土相比于高性能混凝土，其耐久性能具有显著提高，这是由于超高性能混凝土的毛细孔结构相对较为密实，所以在UHPC的耐久性研究中一般不考虑其冻融循环和抗碳化等相关指标。在法国超高性能混凝土规范《UltraHighPerformanceFibre-ReinforcedConcretes》中定义了超高性能混凝土基体的耐久性相关指标包括：(1)孔隙水含量;(2)透气性;(3)电阻率;(4)Ca(OH)2含量;(5)氯离子扩散系数等。从粉体颗粒紧密堆积的理论出发，将不同细度的物质粉体颗粒进行合理掺配，使亚微观范围内的胶凝材料颗粒形成紧密堆积的填充效果，可有效降低水泥基体的孔隙率，改善孔结构，对混凝土的各项性能具有改善作用。

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　　上世纪九十年代，欧洲开展了合作研究项目，世界各地也广泛开展相关研究，这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土，简称RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪，因为与早期的CRC或RPC相比，随着设计理论的完善、超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步，这种材料已具备了普通混凝土的施工性能，甚至可以实现自密实，可以常温养护，已经具备广泛应用的条件。

 UHPC与普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括：不使用粗骨料，必须使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维)，水泥用量较大，水胶比很低。

　　超高性能混凝土超高性能混凝土是指抗压强度在150MPa以上，具有超高韧性、超长耐久性的纤维增强水泥基复合材料的统称。其中，代表性的超高性能混凝土材料为活性粉末混凝，最早由法国学者于1993年提出。其主要由硅灰、水泥、细骨料及钢纤维等材料组成，依照密实度原理构建，从而使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减至最少。

UHPC材料组分内不包含粗骨料，颗粒粒径一般小于1mm。UHPC中分散的钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性。UHPC具有致密的微观结构，几乎是不渗透性的，具有很强的抗渗透、抗碳化、抗腐蚀和抗冻融循环能力，研究表明，UHPC材料的耐久性可达200年以上，可大幅度提高混凝土结构的使用寿命。

　　2配合比设计

　　UHPC的孔结构是影响其强度的主要因素，而原材料颗粒体系具有的高堆积密实度是获得高强度的关键。因此，减小孔隙率、优化孔结构、提高密实度、掺入纤维是UHPC制备的基本原理和主要方法。在此思想的指引下，世界各国学者开展了大量配合比设计的研究。

20世纪92年代，挪威Elkem公司以堆积密度或颗粒包裹理论模型为基础，编制了LISA软件，可根据各种原材料颗粒粒径分布计算的材料组成比例，使混合颗粒粒径分布接近或达到理论上堆积密度。De　Larrard等提出了线性堆积密度模型，可以有效地设计水泥浆体和混凝土之间的比例，然而，由于它的线性性质，这个模型不能解决密实度和材料比例之间的关系。

为了解决这个问题，他们基于虚拟堆积密度的概念，提出了悬浮固体模型，利用这一模型成功设计出水灰比为0.14、90℃养护4天后强度达236MPa的UH-PC。后来，引入了第三代模型———可压缩堆积模型。发明的活性粉末混凝土就是利用CPM模型进行基体的设计。Yu等利用改进的Andreasen　&Andersen颗粒堆积模型设计了高密实度的超高性能混凝土基体，实现了相对较低的水泥用量。

　　尽管UHPC的配合比设计有上述的堆积模型作为指导，然而UHPC组分复杂，原材料存在地域性差异，拌制工艺和养护制度多样，这些因素均影响到成型后的UHPC材料性能，目前UHPC配合比设计还是以半经验方法为主，配合比设计理论尚未取得根本性的突破。

综上所述，目前的UHPC配合比设计以半经验方法为主，虽然有一些堆积模型作为指导，但配合比设计理论尚未有根本性的突破，并且随着新时代纳米材料的出现，已有的UHPC配合比设计方法已无从适应纳米尺度超细小颗粒材料的配合比设计。因此，如何根据新时代UHPC的发展形势和特点，提出新的合理的配合比设计理论模型，实现UH-PC配合比设计科学化与定量化的突破，是亟需解决的重要科学难题。

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