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  • 1 # 狗旦345

    傳統混凝土一般是由水泥、摻合料、砂石、水等成分按一定比例進行配製,經過攪拌和在一定的養護之後便形成以骨料(砂石)和水泥漿為主的水泥基複合材料。

    但傳統混凝土的骨料與水泥漿在物理和力學效能上,有較大的差異,主要受以下三個方面的制約:

    第一水泥漿含水在高溫或低溫熱脹冷縮的作用先,骨料和水泥漿之間天然便會產生縫隙。

    第二以砂石為主的骨料硬度不高且體積較大在外力的用下會使縫隙進一步放大,一般來說骨料的體積越大裂縫越大。

    第三傳統混凝土在攪拌過程粗糙,使得起支撐作用的骨料在水泥漿的分佈並沒有很均勻且孔隙率比較高,大大降低混凝土的抗壓能力。

    ▲混凝土配料以及混凝土澆築

    傳統混凝土脆性大、抗壓能力差且耐久性不高。抗壓能力只有20Mpa-30Mpa 。

    提高混凝土的效能主要從一下三點入手:

    1.儘可能降低混凝土中的水分含量。

    2.尋找體積更小硬度更高的物質作為骨料。

    3.降低孔隙率並使骨料、介質等分部更加均勻。

    『減水劑降低水分含量』

    『超細粉末提高密實度』

    上世紀70年代丹麥人透過在混凝土加入減水劑和超細粉末等方式使混凝土的強度極大提升。減水劑使得混凝土中的水分含量大幅度降低。超細粉末粉末作為摻合料加入到混凝土的配料中去,透過充分的攪拌以此來有效減少骨料之間的縫隙並最大限度得減少混合空氣的質量,提高材料的密實度。

    ▲UHPC的充分攪拌

    透過以上手法處理過的混凝土被稱作HPC(高強混凝土),理論上HPC 的抗壓能力可以達到120MPA的強度(每平方米可以承受120噸的力)。

    『鋼纖維增加強度』

    『活性粉末提高融合度』

    上世紀90年代左右,人們將矽灰、礦粉等活性礦物粉末作為混凝土的摻合料,並且用超細的鋼纖維來代替傳統的粗骨料,摻入超細活性粉末將材料的內部缺陷降到最低。鋼纖維強度更高體積更小,矽灰、礦粉等活性礦物粉末則可以在化學意義上使材料之間的融合度更高,並在高溫高壓的環境下經過長時間的養護讓混凝土在微觀結構上達到最優。即使材料有細微的裂縫在活性礦物粉末的作用下也可以緩慢自愈。

    ▲混凝土中超細的鋼纖維

    ▲加入鋼纖維的UHPC摻合料

    『高壓成型』

    『高溫養護』

    因為整個過程起主主導作用的為活性礦物粉末,此時的混凝土被稱作RPC

    『UHPC相對的侷限性』

    一般來說,UHPC如果想達到比較高的強度,便需要一定的高溫高壓熱養護作為必要條件,另一方面鋼纖維在攪拌過程中容易結團,需要大型的專業攪拌裝置。而這些對於現場澆築的施工條件來說基本很難達到。這也就導致了UHPC大多是需要在工廠提前製備完成的預製件。

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