超高性能混凝土研究综述

介绍了超高性能混凝土(UHPC)的提出与世界各国的研究概况、UHPC的基本制备原理与技术指标;对UHPC材料制备技术、超高性能机理、材料性能、工程应用研究进展进行了综述,提出了基体材料组成、凝结硬化过程与细观结构,纤维增强增韧机理细观力学分析,组成设计与制备技术,材性测试方法与指标体系,基于工程应用的研究与创新性应用研究,经济性和标准与规范等方面的研究方向。结果表明:UHPC在理论研究与工程应用方面都取得了可喜的进展,随着环保、可持续发展日益受到重视,UHPC具有极好的发展前景。     

媒体头条概览

<正>《施工技术》04/2009高性能混凝土与超高性能混凝土的发展与应用随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物超细粉的回收与加工、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的发明,混凝土技术有了重大突破,尤其是高性能混凝土(HPC)和超高性能混凝土(UHPC)。目前,HPC和UHPC已经广泛地应用     

UHPC-NC结合面粘结性能的研究进展

超高性能混凝土（UHPC）凭借超高强度、超高韧性、超高耐久性能等优点已经在装配式结构中得到广泛应用。UHPC与普通混凝土（NC）结合面的粘结性能成为制约装配式结构整体性能的关键因素,结合国内外UHPC-NC结合面粘结性能的研究结果,聚焦于结合面粘结性能的影响因素、微细观粘结机理、宏观力学性能和耐久性能等关键点,综述UHPC-NC结合面粘结性能的研究进展,为UHPC湿接缝应用在装配式普通混凝土构件中提供参考。     

超高性能混凝土研究综述

超高性能混凝土(UHPC)是一种纤维增强水泥基复合材料,具有超高的力学性能和耐久性能。综述UHPC的制备技术、生产工艺、材料性能及工程应用概况等。结果表明:目前UHPC作为一种新材料仍然处于探索研究阶段,由于它具有诸多的优异性能,未来必将在建筑工程领域得到广泛的推广应用。     

UHPC超高性能混凝土制备及工程应用研究进展

超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）是一种新型水泥基复合材料,因其拥有超高强度、高韧性、高耐久性、低孔隙率且自密实性好,与普通的混凝土材料相比,优势十分明显。UHPC的优越性能建立在完善的理论体系之上,同时合理的原材料设计也是重要因素。基于此,对超高性能混凝土的制备原理与技术手段、各组成原料的性能进行了总结,并梳理了UHPC在建筑工程中的应用现状,旨在为UHPC的进一步研发与施工应用提供参考。     

超高性能混凝土梁抗剪性能的研究进展

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)作为一种新型建筑材料已在实际工程中广泛应用,针对UHPC梁抗剪性能学者们开展了试验及理论研究,UHPC相关标准和规范正不断撰写及出版,但UHPC梁抗剪性能区别于普通混凝土梁,UHPC梁的抗剪承载力计算较为复杂。本文总结了UHPC材料力学性能和UHPC梁抗剪性能,以期拓宽UHPC在叠合梁中的应用。     

超高性能混凝土应用进展

针对超高性能混凝土(UHPC)近年来成为土木工程领域研究热点的情况,首先统计分析了中国国家自然科学基金资助超高性能混凝土研究项目的数量,介绍了国际上主要的UHPC学术会议,然后综述了各国UHPC实际工程应用进展和标准制定进展,最后对UHPC最低抗压强度、定义、工程应用和标准制定进行了讨论。结果表明:中国UHPC研究的广度、深度与系统性不断增强,已成为国际UHPC研究的重要力量,当前和未来一段时间内,UHPC实际工程应用将主要集中在亚洲国家;作为实际工程应用重要基础的UHPC标准(含规程、规范和指南)在不断的制订与更新之中,中国有关UHPC地方、协会与团体标准的制定呈井喷式现象,其中中国依托亚洲混凝土联合会,正在编制的亚洲UHPC材料和结构设计指南将成为第1个有关UHPC的国际团体标准;目前仍无法设计一个全球均可接受的UHPC强度最低要求和UHPC定义;为取得更好的经济效益和推广应用,建议中国的UHPC抗压强度最低要求定在120～130 MPa之间;中国在UHPC研究与应用方面具有广阔前景。     

广州珠江新城西塔超高性能与超高性能自密实混凝土收缩及抗裂性能研究

结合广州珠江新城西塔工程项目,研究了超高性能混凝土(UHPC)与超高性能自密实混凝土(UHP-SCC)的收缩和开裂性能,优选配合比,进行收缩试验和平板开裂试验,给出混凝土自收缩、早期收缩、长期收缩及抗开裂结果,证实了只要配合比方案适当,超高性能自密实混凝土(UHP-SCC)的收缩性能及抗裂性能均可优于超高性能混凝土(UHPC).     

超高性能混凝土(UHPC)研究综述

介绍了超高性能混凝土(UHPC)的基本制备原理、配合比、生产工艺、材料性能以及在国内工程领域的应用概况,对比分析了UHPC和普通混凝土的性能差异,总结了国内UHPC在理论研究和实际应用方面取得的成果,提出了促进UHPC大规模应用急需解决的问题.     

超高性能混凝土(UHPC)试验及应用研究

超高性能混凝土（UHPC）是一种力学性能超高、耐久性能优异、体积稳定性优良的新型水泥基复合材料,本文介绍了这种新型复合材料基本制备原理,介绍采用水泥、石英砂、矿物掺合料等常用建筑原材料配制出超高性能的混凝土,并通过对比试验,研究了矿物掺和料种类、纤维掺量以及养护工艺对超高性能混凝土抗压、抗折强度的影响,确定了最佳配合比。实验结果表明：此超高性能混凝土（UHPC）流动性好,在高温环境养护下,试件抗压强度达到325MPa,抗折强度达54MPa;在自然条件下养护,试件30天抗压强度为187MPa,抗折强度为35MPa。本文继而探索该种超高性能混凝土在预应力结构工程方面的应用,将其替代钢制锚垫板和其它产品,采用其制备出的预应力构件,各项性能指标均满足技术要求,并且成本显著降低,为超高性能混凝土在预应力结构工程方面的推广应用奠定基础。     

超高性能混凝土的制备、性能研究与工程应用

为使超高性能混凝土能够更广泛地应用于建筑工程中,通过优选水泥品种、矿物掺合料、钢纤维掺量等,制备出符合工程应用要求的超高性能混凝土。从工作性能、流变性能、力学性能和体积稳定性方面对制备出的超高性能混凝土进行了测试,结果符合相关要求,研究成果可为超高性能混凝土的常规工艺制备提供参考。     

UHPC在桥梁结构中的应用研究

超高性能混凝土(简称UHPC,Ultra-High Performance Concrete)因其优化的颗粒级配、较低的水胶比和较高的胶凝材料含量,使其具有超高的强度、韧性以及耐久性等性能,可以满足高质量桥梁建设的要求,解决了现有桥梁结构存在的技术性问题,是将来桥梁建设中应用前景广阔的新型混凝土材料.论文介绍了UHPC...     

#br# 颗粒阻尼器的研究进展及其在土木工程中的应用展望

介绍颗粒阻尼技术的概念及发展历史,简要分析颗粒阻尼器(particle damper, PD)在机械、航空及航天领域中的研究现状,着重探讨其在土木工程领域的适用性及发展方向。按照颗粒阻尼器在土木工程中的工程需求及适用性,依据在振动方向上颗粒与容器壁之间是否存在间隙,将颗粒阻尼器划分为堆积型和非堆积型两类。分别系统地阐述堆积型与非堆积型颗粒阻尼器减振机理及性能的理论分析、数值模拟和试验研究以及影响其性能的因素。同时经过对比分析可知在土木工程领域,非堆积型颗粒阻尼器的减振效果显著优于堆积型颗粒阻尼器的减振效果。最后,指出适用于土木工程结构减震的颗粒阻尼器目前理论模型、设计方法及实际应用中存在的一些问题及不足,并对其研究与发展方向提出建议。     

预制大悬臂预应力UHPC薄壁盖梁#br# 抗弯性能的试验研究

为解决传统混凝土盖梁自重大、难以实现全预制拼装的技术难题,文章提出一种全预制轻型预应力超高性能混凝土（UHPC）大悬臂薄壁盖梁结构,自重减轻40%左右。为探究该结构的正截面抗弯及抗裂性能,结合实际工程,设计一片1∶2大比例缩尺模型并完成全过程加载测试,获得结构的变形、应变、裂缝分布特征及开裂荷载、破坏荷载等关键结果;基于试验结果、UHPC材料的应变硬化特性及法国和瑞士UHPC规范,深入研究结构的初裂弯矩、名义开裂弯矩及抗弯承载力的计算方法。同时,采用ABAQUS软件中的塑性损伤（CDP）模型进行仿真分析,结果表明：新型UHPC盖梁具有良好的受力和变形性能,抗裂性能良好、裂缝具有多元分布特征;根据本文方法计算得到的抗弯承载力和开裂弯矩与试验结果吻合良好,且偏于安全,建议计算初裂弯矩和名义开裂弯矩时塑性影响系数分别取为1.0和2.0;实际工程中适当增加预应力钢筋、减少普通钢筋,有助于提高结构受力性能。     

高性能混凝土与超高性能混凝土的发展和应用

随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物超细粉的回收与加工、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的发明,混凝土技术有了重大突破,尤其是高性能混凝土(HPC)和超高性能混凝土(UHPC).目前,HPC和UHPC已经广泛地应用于世界各地的重特大工程中.在UHPC配制中,要特别注意采用合理的配合比,同时指出混凝土在不同龄期的强度均明显高于设计基准强度.另外,新拌UHPC粘性大,流动慢,测定坍落度、扩展度所需时间长,施工困难,为了解决这一问题,提出控制单方用水量、控制坍落度损失、利用粉体效应等措施.UHPC浇注成型后,容易产生自收缩开裂,通过控制水灰比、水胶比等能有效抑制其发展.     

面向未来的高性能桥梁结构研发与应用

为从根本上解决混凝土桥、钢桥及钢 混凝土组合桥中的共性技术难题,并提升桥梁结构的性能与品质,笔者团队以超高性能混凝土（UHPC）为基础,研发了面向未来的高性能桥梁结构体系。介绍了笔者团队研发的4类高性能桥梁结构:①钢-超高韧性混凝土（STC）轻型组合桥面结构,其中的STC是钢桥面专用的UHPC;②钢 UHPC华夫板轻型组合桥梁结构;③单向预应力UHPC薄壁连续箱梁结构;④全预制快速架设UHPC城市桥梁结构。通过大量静力和疲劳试验,掌握了各类UHPC桥梁结构的基本受力性能,并建立了计算理论和设计方法。列举了钢 STC轻型组合桥面结构已推广应用于中国的17座钢桥,涵盖了梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等各类基本桥型,典型应用包括湖南岳阳洞庭湖二桥等重大工程。到目前为止,各实桥运营状态良好,钢 STC未出现任何病害问题。综合而言,高性能桥梁结构有望突破现有桥梁中的技术瓶颈,具有广阔的应用前景。     

新材料组合结构

新型结构材料的开发及应用是土木工程技术发展的一个主要驱动力。新型结构材料往往部分性能非常突 出,而其他性能却相对较弱。因此,在土木工程中应用某种新型结构材料时,往往需要将其与其他传统或新型 结构材料进行优化组合,以期获得高性能的结构。与传统钢-混凝土组合结构相比,基于新材料应用的组合结构 （即新材料组合结构）的材料选择更加多样化,结构性能更加突出,为结构工程提供了巨大的创新和发展空间 。文中介绍了作者课题组提出的5种新材料组合构件形式,并回顾部分相关研究工作,希望能为新材料组合结构 的发展起到抛砖引玉的作用。     

Performance of steel bridge deck pavement structure with ultra high performance concrete based on resin bonding

This research investigated a pavement system on steel bridge decks that use epoxy resin (EP) bonded ultra-high performance concrete (UHPC). Through FEM analysis and static and dynamic bending fatigue tests of the composite structure, the influences of the interface of the pavement layer, reinforcement, and different paving materials on the structural performance were compared and analyzed. The results show that the resin bonded UHPC pavement structure can reduce the weld strain in the steel plate by about 32% and the relative deflection between ribs by about 52% under standard axial load conditions compared to traditional pavements. The EP bonding layer can nearly double the drawing strength of the pavement interface from 1.3 MPa, and improve the bending resistance of the UHPC structure on steel bridge decks by about 50%; the bending resistance of reinforced UHPC structures is twice that of unreinforced UHPC structure, and the dynamic deflection of the UHPC pavement structure increases exponentially with increasing fatigue load. The fatigue life is about 1.2 × 10⁷ cycles under a fixed force of 9 kN and a dynamic deflection of 0.35 mm, which meets the requirements for fatigue performance of pavements on steel bridge decks under traffic conditions of large flow and heavy load.     

圆高强钢管超高性能混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究采用高强材料的钢管混凝土构件的基本力学性能,开展9根含钢率为0.14~0.38的高强钢管超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,UHPC)短柱轴压性能试验,同时分析钢管强度和混凝土强度变化对轴压性能的影响。试验结果表明：与普通钢管UHPC柱和高强钢管普通混凝土柱相比,若其他条件相近,高强钢管UHPC柱中高强钢管的局部鼓曲和UHPC的脆性特征得到更明显改善。钢管屈服后,为避免UHPC产生过大的横向膨胀而导致强度损失,应控制套箍作用尽早出现。采用已验证的有限元模型,开展参数分析发现,钢管混凝土短柱的轴压承载力随含钢率的增加而增大,二者的关系与混凝土强度基本独立,但与钢管强度密切相关。由于材料强度超出了现有规范的限定范围,GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规程》中对高强材料钢管混凝土短柱轴压承载力的预测存在一定偏差。基于有限元数据样本,建立了高强材料钢管混凝土短柱的轴压承载力计算方法。经相关文献的试验结果验证表明,该计算方法的预测精度高,可用于实际工程。