住建部最新國標!《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025完成意見稿公開征求意見,本標準劃定了超高功能混凝土UHPC的功能品級、原質料、共同比計劃、質量要求、制備、養護、實驗辦法及查驗端正等。
基于《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿,依照抗壓強度品級,超高功能混凝土UHPC起步強度UC100,最高強度UC200:
住建部關照原文如下,如需查閱下載《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿全文,可至文末:
基本知識
超高功能混凝土UHPC
超高功能混凝土,簡稱:UHPC,被公以為“近三十年來最具創新性的水泥基工程質料”,鑒于其尤其突出的超高強度,也被業內譽為“最強混凝土”,《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿界說:“以水泥和礦物摻合料等為膠凝質料,共同骨料、外加劑、高強度微細鋼纖維和/或非金屬纖維、水等質料消費的超高強纖維增韌混凝土”。
UHPC超高功能混凝土
一
UHPC的超高功能
UHPC的超高功能,可總結為“三高”特性:
UHPC超高功能混凝土
基于《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿,UHPC最緊張的三個定量化功能目標基本門檻:
UHPC可以計劃為更輕更薄的布局尺寸,經過在相反荷載下不同質料的界面比力,超輕超薄后果一清二楚:
相反荷載下不同質料的界面比力
二
UHPC的底層邏輯
不同使用場景下的UHPC,只管在原質料及共同比上有所不同,但是底層邏輯大概基本原理是一律的,就是在平凡砂漿或混凝土基本上,經過兩方面的改良獲取三大功能:
這也對應了UHPC質料的實質是由“基體+纖維”兩局部構成:
(1)基體(高密實度砂漿或混凝土)
提高密實度,是提高砂漿或混凝土強度的最緊張要素!
我們曉得,平凡砂漿或混凝土的孔隙率是很大的,這是由于水灰比很大,0.4支配水灰比的情況下,水的體積占比高達55%支配,水化反響天生物遠遠不敷以添補云云高的空間,因此,硬化后水泥漿的孔隙率就很高,并且含有多量連通的毛細管,不僅影響抗壓強度還影響抗滲功能。
以是,變小水的體積占比即低落水灰比,并且再到場比水泥顆粒更細的粉體,好像在粗骨料會萃清閑中添補細骨料,在細骨料會萃清閑中添補水泥顆粒一樣,UHPC再進一步,在水泥顆粒會萃清閑中添補更細的粉體,逐級添補上一級顆粒間清閑,構成了高密實度,進而完成超高抗壓強度和抗滲功能。
這時分我想到小學我們學過的一個小實行,杯子內里漸漸放入石頭、沙子和水,以此教師告戒我們“時間擠擠總會有的”:
小學生水杯裝石子沙子實行
不嚴謹但真理相通地套用這個小實行,UHPC的逐級添補骨料、水泥顆粒和更細粉體,報告我們“空間擠擠總會沒的”:
小學生UHPC“最嚴密會萃”實行
可見,UHPC基體比擬力于平凡混凝土最中心的區別就是:進一步用更細粉體添補了水泥顆粒會萃清閑,這就是行業所說的“最嚴密會萃實際”。
水泥顆粒的粒徑通常屬于10微米級,比水泥顆粒更細的粉體質料,如硅灰、超細粉煤灰、超細礦渣粉等,粒徑通常屬于微米級、亞微米級或微納米級,把這些超細粉體組合使用,逐級添補上一級顆粒間清閑,完成高會萃密實度。
同時,在高效減水劑的作用加持下,膠凝質料顆粒可以富裕疏散,UHPC的基體水灰比可以大幅低落:水灰比≤0.25、水膠比≤0.20,水的體積占比低至20%,水化反響產物也就很容易添補這么低的空間了。
不含纖維的UHPC基體
(2)纖維(鋼纖維或高分子纖維)
高密實度砂漿或混凝土基體獲取了超高抗壓強度,但是也屬于高脆性質料,反響在定量化目標上就是抗拉強度不高。
怎樣提高抗拉強度?到場高韌性質料舉行改性,纖維則是最優選擇。由于基體的高密實度,具有較強的粘結強度,很容易和纖維構成較強的握裹力,從而加強韌性。
纖維加強原理,已往鄉村的土坯房就不休在用,粘土中摻入稻草等植物纖維,提升抗拉功能:
古時纖維加強
古代纖維加強
與已往纖維加強的一個緊張區別在于,UHPC由于基體的高密實度,握裹力很強,纖維的尺寸就可以很小,并且不易結團、更易疏散。
UHPC通常接納直徑0.1~0.2㎜、長度9~20㎜的鋼纖維,由于鋼纖維本錢較高,且會影響施工功能,以是在實踐工程中,在滿意力學功能的基本上,應盡力變小摻量,常規摻量在1.5~3%之間。
到場纖維的UHPC拌合物
三
UHPC的質料配比
經過上述UHPC“基體+纖維”兩項基本原理分析,我們也基本得悉配制UHPC所需原質料:“常規用料+超細粉料+纖維”。具體來說,原質料通常由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、高效減水劑、水、鋼纖維等構成,可選擇性添加礦物摻合料如粉煤灰、磨細高爐礦渣、石灰石粉等。
必要分析一點的是,只管UHPC稱作超高功能混凝土,但實踐上大局部UHPC是不加粗骨料的,也就是說,UHPC基體基本都屬于超高強砂漿(粗細骨料以4.75㎜粒徑為界,包含粗細骨料為混凝土,只含細骨料為砂漿)。
UHPC預混料不是標準化產物,基于工程項目所需功能目標要求,共同比依據原質料特性舉行分析和試配,緊張是在了解原理的基本上不休調停實驗。
德國封建基金會UHPC研討后果先容了基本UHPC原質料配比,只管各地原質料特性本身就存在差別,配比不成能一樣,但是此基本構成仍具有較大參考代價,有助于我們學習了解:
德國封建基金會基本UHPC原質料配比
四
UHPC的攪拌制備
UHPC水膠比很低且含纖維,制備要有充足的攪拌時間,以確保拌合物的富裕疏散并殽雜勻稱。以變速欺壓攪拌為例:
UHPC制備也可接納定速欺壓攪拌或其他辦法攪拌,加料排序和攪拌時間可依據實踐情況舉行調停。
五
UHPC的使用范疇
UHPC超高功能混凝土,經過發揚某一方面或綜合方面的精良功能,現在已在包含路橋工程、修建工程及市政工程等各個范疇都有廣泛地使用:
橋面鋪裝
橋梁濕接縫
風電裝備灌漿
布局維修加固
輕量化預制構件
幕墻裝飾構件
拆卸式電纜溝
蓋板
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