Бетон со сверхвысокими эксплуатационными характеристиками (UHPC) определяется как “бетон, имеющий минимальную заданную прочность на сжатие 150 МПа с заданными требованиями по долговечности, растяжимости, пластичности и вязкости; для достижения заданных требований в состав обычно включается фибра”, согласно ACI 239R-18.
Обычно UHPC состоит из цемента, кварцевого песка, мелкого кварцевого песка, водоредуцирующих добавок высокого диапазона, стальных волокон и низкого отношения воды к цементу от 0,15 до 0,25. Можно использовать различные смеси с различными составляющими материалами, такими как крупный заполнитель и дополнительные материалы, для улучшения определенных свойств бетона.
Механические свойства UHPC включают прочность на сжатие более 150 МПа и устойчивое растяжение после растрескивания более 5 МПа. Прочность сверхвысокопрочного бетона значительно выше, чем у обычного бетона, поскольку его поры прерывистые, что снижает проникновение жидкости.
Именно поэтому данный вид бетона используется в различных гражданских сооружениях, таких как инфраструктура автомобильных дорог и восстановление конструкций, для решения некоторых из основных проблем проектирования, срока службы и стоимости жизненного цикла, связанных с использованием бетона.
Стратегии производства UHPC
Состав сверхвысокоэффективного бетона
Свойства сверхвысокоэффективного бетона
1. Прочность
Прочность на сжатие сверхвысокоэффективного бетона в десять раз выше, чем у традиционного бетона. Прочность на растяжение UHPC составляет около 10 МПа.
2. Прочность
В то время как прочность UHPC впечатляет, его долговечность превосходит все ожидания. UHPC по своим свойствам напоминает твердые породы.
3. Устойчивость к замораживанию/оттаиванию
UHPC показал 100% свойств материала после 600 циклов замораживания/оттаивания.
4. Хлоридная проницаемость
UHPC продемонстрировал значительно низкую миграцию хлоридов при испытании, менее 10%, проницаемость обычного бетона.
5. Устойчивость к истиранию
UHPC обладает превосходной стойкостью к истиранию, почти в два раза выше, чем обычный бетон.
Материалы и пропорции смесей
Ультравысокоэффективный бетон производится из следующих материалов:
В таблице 1 представлены две возможные пропорции смеси для производства сверхвысокоэффективного бетона:
Таблица 1 Две пропорции смеси сверхвысокоэффективного бетона по массе
Компонент UHPC
Пропорция смеси 1
Пропорция смеси 2
Цемент
1
Кремнеземистый дым
0.325
0.389
Песок
1.432
0.967
Кварцевый порошок/кремнеземистая мука
0.300
0.277
Высокомолекулярная водоредуцирующая добавка
0.027
0.017
Вода
0.280
0.208
Стальные волокна
0.200
0.310
Пропорции смеси для сверхвысокоэффективного бетона
Укладка и твердение УВПК
Процедура заливки и отверждения UHPC аналогична процедурам, уже установленным для использования некоторых HPC. Жидкая смесь практически самостоятельно укладывается и не требует внутренней вибрации. При необходимости внешняя вибрация формы заставляет смесь плавно перетекать на место.
После первоначального набора в течение 24 часов, процесс отверждения требует еще как минимум 48 часов, включая паровую баню при постоянной температуре 88 °C. Таким образом, смесь готова к нагрузке в течение трех дней по сравнению с почти 30 днями в случае обычного бетона.
Заливка продольных соединений между настилом и балками на мосту
Применение UHPC
UHPC используется для строительства мостовых конструкций
Преимущества UHPC
Читайте далее:
- Армированный фибробетон – виды, свойства и преимущества армированного фибробетона.
- Гибридный фиброармированный бетон – преимущества и применение в строительстве.
- Гибридная цементобетонная накладка на мостовой настил – причины разрушения.
- Передовые композиционные материалы (ACM).
- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..
- Факторы, влияющие на долговечность фиброармированного бетона (FRC).
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.