性能混凝土,簡稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete),也稱作活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete),是過去三十年中具創(chuàng)新性的水泥基工程材料,實現(xiàn)工程材料性能的大跨越。
性能混凝土的設計理論是大堆積密度理論(densified particle packing),其組成材料不同粒徑顆粒以佳比例形成緊密堆積,即毫米級顆粒(骨料)堆積的間隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充,微米級顆粒堆積的間隙由亞微米級顆粒(硅灰)填充。早在1931年,Andressen就建立了大堆積密度理論的數(shù)學模型。然而,直到上世紀七十年代末,在減水劑技術與產(chǎn)品性能大幅度提高的基礎上,采用該模型設計配制的代性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet(水泥與混凝土試驗室)誕生,稱作CRC(Compact Reinforced Composite,密實增強復合材料)。
UHPC性能混凝土特的結構能夠解決環(huán)保問題和降低生命周期成本,如降低建筑成本、模具成本、勞動力成本和維修成本等,提高建筑場地的安全性,建造速度和建筑生命周期。另外,UHPC調配出的色彩持久穩(wěn)定,產(chǎn)差小,質感細膩,既能保持水泥制品的原始性能,又能的使產(chǎn)品表面質感趨于穩(wěn)定。
UHPC性能混凝土是近年來一種新型材料,不僅強度高、耐久性強,同時還具備低收縮、免蒸養(yǎng)等特點,利用這一材料及基于其開發(fā)的UHPC組合橋面技術,已經(jīng)成功應用于公路橋、城市橋及各類橋梁的修補加固工程,可解決正交鋼橋面疲勞開裂這一世界性難題。蒙華鐵路洞庭湖特大橋采用這種UHPC組合橋面,既能降低鋼結構疲勞應力,避免鋼結構開裂,又可以作為防水層與耐磨層,為鋼橋面提供一種””的防護,提升了橋梁結構的整體健康與安全水平。
UHPC性能混凝土現(xiàn)已用于海洋石油平臺的鋼結構的外保護層,可大大提高水位變動區(qū)的支柱的使用壽命。
利用UHPC性能混凝土強度高的性質,可以減小結構構件尺寸,獲得更多的使用空間。利用UHPC可以建造跨度更長、凈空更大的橋梁;可以減小高層建筑中底層柱子截面尺寸,得到更多的使用面積。