超高强度UHPC(Ultra-High Performance Concrete)是一种具有卓越力学性能和耐久性的水泥基复合材料。其抗压强度通常达到150MPa以上,抗折强度超过30MPa,远超普通混凝土的强度水平。这种材料通过优化颗粒级配和添加钢纤维实现了极高的密实度,孔隙率可控制在1%以下。
UHPC的核心材料组成包括水泥、硅灰、石英粉、高效减水剂和钢纤维。其中,硅灰含量约占胶凝材料总量的15-25%,粒径在0.1-1微米之间;石英粉的粒径控制在5-40微米范围;钢纤维通常采用直径0.2mm、长度13mm的短纤维,掺量为体积的2-3%。这种精确的颗粒级配形成了最紧密堆积结构,水胶比可低至0.16-0.20。
在力学性能方面,UHPC的弹性模量达到45-60GPa,断裂能可达40000J/m²,是普通混凝土的200倍以上。其28天抗压强度标准值为150-180MPa,特殊配方可达230MPa。抗氯离子渗透系数小于1.0×10-12m²/s,碳化深度100年预测值不超过5mm,表现出优异的耐久性。
施工工艺上,UHPC需要采用强制式搅拌机搅拌5-7分钟,确保钢纤维均匀分散。浇筑时应使用高频振捣器,振动频率不低于10000次/分钟。养护制度要求严格,需在20±2℃、相对湿度≥95%条件下养护48小时,随后进行90℃蒸汽养护72小时。对于薄壁构件,可采用自密实UHPC,坍落扩展度控制在650-750mm。www.uujsj.com
在结构应用中,UHPC构件厚度可比普通混凝土减少50-70%。典型应用包括3-5mm厚的装饰幕墙板、15-20mm厚的桥梁接缝板、30-50mm厚的建筑外挂板。连接方式多采用预应力锚固或化学植筋,锚固长度只需普通混凝土的1/3-1/2。
UHPC的微观结构显示出高度致密的基体和均匀分布的钢纤维。扫描电镜观察可见,水化产物主要为低钙硅比的C-S-H凝胶,界面过渡区厚度不足5微米,是普通混凝土的1/10。X射线衍射分析表明,未水化水泥颗粒含量低于5%,游离Ca(OH)₂含量少于1%。www.mldhj.com