超高性能混凝土,是过去三十年中创新性的水泥基工程材料,实现工程材料性能的大跨越。较成功的有活性粉末混凝土(rpc,reactivepowderconcrete)、注浆纤维混凝土(sifcon,slurryimpregnatedfiberreinforcedconcrete)与压密配筋复合材料(crc,compactedreinforcedcomposite)。
“超高性能混凝土”包含两个方面“超高”——超高的耐久性和超高的力学性能。其特点是高强度、高密实性,以大量纤维增强来克服混凝土材料的脆性,利用假韧性来防止混凝土的突然断裂。
自波特兰水泥问世以来,以水泥为主要胶凝材料的混凝土,因其抗压强度高、耐久性好、价格低廉等一系列优点,已发展成为用量最多,使用范围最广的建筑材料,目前已被广泛应用于建筑、桥梁、隧道、水港码头和道路等多个领域。随着高层大跨及有特殊功能要求的建筑物的设计建造,混凝土必须朝着更高强度、更高耐久性和更高可靠性的方向发展,在这种背景下,超高性能混凝土应运而生。超高性能混凝土(ultra-highperformanceconcrete,uhpc),又称活性粉末混凝土(reactivepowderconcrete,rpc),是继高强、高性能混凝土之后,出现的一种力学性能和耐久性更加优越的新型建筑材料。
uhpc于20世纪90年代由法国bouygues公司首次研制成功。它是dsp(densifiedsystemcontainingultra-fineparticles)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土[1]。超高性能混凝土的优异性能表现在以下几个方面:超高力学性能;超高耐久性能;优良的耐磨和抗爆性能。
与普通混凝土相比,超高性能混凝土在原材料、配合比和施工性等方面的要求有较大的不同。例如,uhpc配制所用水泥强度等级较高,水泥用量较大,水胶比较低,一般使用硅灰等超细掺合料,不使用粗骨料而使用石英砂等高强细骨料,同时掺加纤维(钢纤维或复合有机纤维)来降低混凝土的脆性,此外还根据不同需要加入多种外加剂。
超高性能混凝土是近年来创新性的水泥基工程材料,能够实现工程材料的大跨越。因此,超高性能混凝土将是今后相当长的时间内建筑材料行业的研究和应用热点。