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uhpc超高性能灌浆料

作者: 发布时间:2022-03-08 16:10:25点击:294

信息摘要: uhpc超高性能灌浆料1.UHPC已用于海洋石油平台钢结构的外保护层,可大大提高水位变化区支柱的使用寿命。2.UHPC早期发展迅速,后期发展极高。可替代钢材和昂贵的有机聚合物进行加固和保持混凝土系统的完整性,还可以降低成本。产品特点1.利用UHPC的高强度,可以...

1.UHPC已用于海洋石油平台钢结构的外保护层,可大大提高水位变化区支柱的使用寿命。

2.UHPC早期发展迅速,后期发展极高。可替代钢材和昂贵的有机聚合物进行加固和保持混凝土系统的完整性,还可以降低成本。

产品特点

1.利用UHPC的高强度,可以减少结构构件的尺寸,获得更多的使用空间。UHPC可以建造跨度更长、净空更大的桥梁;可以减少高层建筑底柱的截面尺寸,获得更多的使用面积。

2.输油可采用UHPC高抗拉强度和耐腐蚀性,输气管道可替代成本高的大口径厚壁钢管,显著提高管道耐久性,降低成本。

3.利用UHPC的高抗渗性,制造中低放射性核废料储存整个容器。

4.在军事和安全领域制造抗爆炸和抗冲击装置。

5.现场抢修、结构加固等。

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高机械性能和耐久性的新型水泥基复合材料。近年来,UHPC在世界各地得到了广泛的研究和应用。由于UHPC水胶比低,凝胶材料用量大,活性外加剂用量高,其收缩也高于普通混凝土,早期开裂风险高。

在UHPC收缩控制方面,方法主要是掺入膨胀剂(EA)、减缩剂(SRA)或内部维护剂(SAP)。使用膨胀剂时,一方面由于膨胀剂活性不同,膨胀效果时间不确定,另一方面,用水量少可能不利于抗压强度;使用减缩剂时,可明显抑制自收缩,但含气量显著增加,对早期强度影响较大;使用内部维护剂时,对早期抑制收缩有良好的性能,但对强度有不利影响。此外,采用维护手段控制UHPC的收缩。认为最适合控制UHPC收缩的是热养护工艺。热养护温度在50℃以内,基本无收缩。70℃时,收缩值增加到450×10-6,提高加固率可有效抑制UHPC的收缩。李旺旺等研究了叠合梁构件对UHPC收缩性能的影响,韩松研究了蒸养条件下的早期收缩规律及其机制。

目前,国内外学者对UHPC收缩的控制主要局限于实验室研究,不考虑施工维护对收缩的影响,结论往往是分别获得干收缩和自收缩值,可以模拟施工现场的收缩研究较少。此外,由于凝胶材料本身的水化,温度波动对早期收缩的影响很少。本文模拟了常温施工条件对UHPC收缩整个过程的影响,分析了各阶段应注意的施工要点,以指导实际工程施工。

1试验

1.1原材料。

水泥为海螺P.252.5型水泥,密度3.17g/cm3,比表面积386m2/kg;硅灰密度2.1g/cm3,SiO2含量93%,比表面积2.8万m2/kg;细骨料为更大粒径1.25mm的洁净河砂;外加剂采用高性能聚羧酸粉减水剂,减水率>30%;钢纤维机械性能参数如表1所示。高性能膨胀剂(CSA)的化学成分如表2所示。

1.2试验方案。

本次试验选用常温维护条件下掺有膨胀剂(CSA)和不掺有膨胀剂(对照组)的UHPC进行收缩试验,膨胀剂掺量为4%。试验配合如表3所示。

膨胀剂外掺对流动性有一定影响,但本文不考虑根据单一变量原则调整用水量。

1.3试验装置。

采用CABR-NESE型非接触式混凝土收缩变形测定仪,根据上述配合比分别形成两组UHPC试件,分别测量UHPC的收缩。

本试验方法根据GB/T50082-2009年《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》进行改进。改进原则是尽可能改善实验室的试验环境,与施工现场条件相同。主要方法是根据现场具体结构厚度调整收缩试验模具中UHPC的高度;由于UHPC用水量低,早期失水会对收缩产生很大影响,工程中会增加早期加湿补水。为避免干蒸发对UHPC收缩的影响,将收缩试验件浸泡在密封油中,基本切断湿度对UHPC的收缩影响。此外,由于密封油的蓄热功能,根据现场具体的环境温度给定混凝土的初始反应温度,使UHPC水化热能够模拟现场的早期维护过程。改进方案实验装置图见图1。

UHPC试件厚度为6cm,密封油初始维护温度为25℃。

1.4测试

根据非接触式混凝土收缩变形仪的试验方法,试验程序不同于GB/T50082-2009,收缩试验时间为90d。UHPC的收缩试验如图2所示。

测试结束时,读取数据,绘制收缩曲线。混凝土初凝时间以GB/T50082-2009曲线0点为基础。

结果与讨论。

2.1UHPC收缩。

根据测试结果,绘制整个收缩过程的测试曲线,如图3所示。为便于分析,前7d分别绘制为曲线,如图3(a)所示。从收缩曲线中可以清楚地看出,UHPC的整个收缩过程可分为0~35h和35~2200h两个阶段。

(1)收缩0~35h。

无膨胀剂UHPC组前6h内短期收缩,收缩值为120×10-6,然后缓慢补偿收缩,13h时微膨胀,35h左右达到45×10-6。

添加膨胀剂的UHPC组在35小时内逐渐膨胀,达到35小时左右的峰值为200×10-6。与不添加膨胀剂的UHPC相比,膨胀剂产生的膨胀差为155×10-6。

(2)收缩35~2200h。

从35小时开始,加膨胀剂和不加膨胀剂的UHPC进入收缩状态,随着时间的推移趋势稳定,后期收缩差逐渐缩小。收缩相对稳定后,收缩差为100×10-6。


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