Mikä on UHPC?
UH on UHPC:ssä lyhenne lauseesta (Ultra-High), joka viittaa korkeimpaan tasoon.
Sana P (Performance) tarkoittaa suorituskykyä ja tehokkuutta
C on lyhenne sanoista Concrete
UHPC tarkoittaa "Ultra-High Performance Concrete"
Kuinka vahva UHPC on?
Koska UHPC on erittäin suorituskykyinen betoni, kuinka korkea sen suorituskyky voi olla? Betonin tärkeimmistä puristusominaisuuksista päätellen tavallisen betonin puristuslujuus on noin 15Mpa-30Mpa, kun taas harkkoraudan, joka on erittäin kova jokapäiväisessä elämässämme, puristuslujuus on yleensä 200Mpa. Sanotaan, että UHPC:llä on suurin puristuslujuus, mutta se voi saavuttaa 810 Mpa kuvan. Voidaan sanoa, että tavallinen betoni on "viisi saastaa" UHPC:n edessä.
Ultrakorkean betonin (UHPC) "korkeus" ei ole vain yksi puristuskyky.
UHPC:n "kolme huippua".
"Ultra-suorituskykyinen betoni" tunnetaan pääasiassa "kolmesta huippustaan": korkea lujuus, korkea kestävyys ja korkea työstettävyys.
"voimakas"
Kuten edellä mainittiin, UHPC:n suurin puristuslujuus voi olla 810 Mpa. Koska kunkin maan prosessitaso on melko erilainen, UHPC vaatii myös vähintään yli 150 Mpa:n puristuslujuuden, yli 25 Mpa:n leikkauslujuuden sekä korkean lämmöneristyksen ja korkean vedenpitävän, hienon rakenteen, joka voi periaatteessa eristää kaikki haitalliset. media. Voidaan sanoa, että se on valkoinen jadepatsas, joka nostaa taivasta, violetti kultainen palkki, joka tukee merta ja kantaa itsenäisesti taivasta.
"Korkea kestävyys"
Perinteisessä betonissa on väistämättä monia aukkoja. Korkean tai matalan lämpötilan, jatkuvan sateen tai kirkkaan auringonpaisteen tapauksessa raot suurenevat entisestään ja käyttöikä lyhenee. Itse UHPC:ssä ei periaatteessa ole aukkoja. Vaikka pienet aukot johtuvat ulkoisista voimista, UHPC:llä on myös ihmeellinen itsekorjautumiskyky.
UHPC:tä käytettiin ensimmäisen kerran siltarakentamisessa vähentämään rakenteen omapainoa ja parantamaan rakenteen käyttöikää ja kestävyyttä. Käyttöikä voi olla yli 100 vuotta.
"Korkea työstettävyys"
Toisin kuin perinteinen betoni, joka on "paksua, tilaa vievää, paksua ja raskasta", UHPC luottaa vahvoihin fysikaalisiin ominaisuuksiensa tehdäkseen rakenteesta erittäin kevyen ja sillä on vahva visuaalinen estetiikka. Erinomaisen suorituskyvyn ansiosta suunnittelijat voivat toteuttaa villin mielikuvituksensa.
UHPC:llä on korkea tiheys, korkea pintakäsittely, hieno rakenne ja lämmin ja jademainen tuntu. Tavallinen betoni on täysin karkeaa UHPC:n edessä. Sen lisäksi, että erittäin alhainen huokoisuus vähentää myös UHPC:n saastumista, mikä helpottaa puhdistusta ja huoltoa.
Miksi UHPC on niin tehokas?
Perinteinen betoni valmistetaan yleensä sementistä, lisäaineista, hiekasta ja sorasta, vedestä ja muista ainesosista tietyssä suhteessa. Sekoituksen ja tietyn kovettamisen jälkeen muodostuu sementtipohjainen komposiittimateriaali, joka koostuu pääasiassa kiviaineksesta (hiekasta ja sorasta) ja sementtilietteestä. Perinteisten betonikiviainesten ja sementtilietteen fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet ovat kuitenkin melko erilaisia, ja niitä rajoittavat pääasiassa seuraavat kolme näkökohtaa:
Ensinnäkin sementtilietteen veden lämpölaajenemisen ja supistumisen vuoksi korkeissa tai matalissa lämpötiloissa, kiviaineksen ja sementtilietteen väliin muodostuu luonnollisesti rakoja.
Toiseksi pääosin hiekasta ja sorasta koostuvien kiviainesten kovuus ei ole korkea ja suuri tilavuus lisää halkeamia entisestään ulkoisen voiman vaikutuksesta. Yleisesti ottaen mitä suurempi kiviaineksen tilavuus, sitä suurempia on halkeamia.
Kolmanneksi perinteisen betonin sekoitusprosessi on karkea, joten sementtilietteen tukiainekset eivät ole jakautuneet tasaisesti ja huokoisuus on suhteellisen korkea, mikä vähentää huomattavasti betonin puristuskykyä.
Tämä tekee perinteisestä betonista erittäin hauras, huono puristuskestävyys ja alhainen kestävyys. Painevastus on vain 20 Mpa-30Mpa.
• Betonin suorituskyvyn parantamiseksi aloitamme pääasiassa seuraavista kolmesta kohdasta:
1. Vähennä betonin kosteuspitoisuutta niin paljon kuin mahdollista.
2. Etsi pienempiä ja kovempia materiaaleja kiviaineksiksi.
3. Vähennä huokoisuutta ja tee kiviainesten, väliaineiden jne. jakautuminen tasaisemmaksi.
"Vettä vähentävä aine vähentää kosteutta"
"Ultrahieno jauhe parantaa tiheyttä"
1970-luvulla tanskalaiset paransivat betonin lujuutta huomattavasti lisäämällä betoniin vettä vähentäviä aineita ja hienojakoisia jauheita. Vettä vähentävät lisäaineet vähentävät merkittävästi betonin kosteuspitoisuutta. Ultrahienoa jauhetta lisätään betoniaineisiin lisäaineena. Riittävällä sekoittamisella se voi tehokkaasti pienentää kiviainesten välisiä rakoja, minimoida sekoitettujen ilman laatua ja parantaa materiaalin tiheyttä.
Yllä olevalla menetelmällä käsiteltyä betonia kutsutaan HPC:ksi (suurilujuusbetoni). Teoreettisesti HPC:n puristusvastus voi saavuttaa 120 MPA:n lujuuden (kestää 120 tonnia voimaa neliömetriä kohti).
"Vettä vähentävä aine vähentää kosteutta"
"Ultrahieno jauhe parantaa tiheyttä"
1970-luvulla tanskalaiset paransivat betonin lujuutta huomattavasti lisäämällä betoniin vettä vähentäviä aineita ja hienojakoisia jauheita. Vettä vähentävät lisäaineet vähentävät merkittävästi betonin kosteuspitoisuutta. Ultrahienoa jauhetta lisätään betoniaineisiin lisäaineena. Riittävällä sekoittamisella se voi tehokkaasti pienentää kiviainesten välisiä rakoja, minimoida sekoitettujen ilman laatua ja parantaa materiaalin tiheyttä.
Yllä olevalla menetelmällä käsiteltyä betonia kutsutaan HPC:ksi (suurilujuusbetoni). Teoreettisesti HPC:n puristusvastus voi saavuttaa 120 MPA:n lujuuden (kestää 120 tonnia voimaa neliömetriä kohti).
"Teräskuitu lisää lujuutta"
"Aktiivinen jauhe parantaa fuusiota"
1990-luvun tienoilla betonin lisäaineina käytettiin aktiivisia mineraalijauheita, kuten piidioksidihöyryä ja mineraalijauhetta. Ultrahienoja teräskuituja käytettiin korvaamaan perinteiset karkeat kiviainekset, ja ultrahienoja aktiivijauheita lisättiin poistamaan materiaalin sisäisiä vikoja. pudota alimmalle. Teräskuidulla on suurempi lujuus ja pienempi tilavuus. Aktiiviset mineraalijauheet, kuten piidioksidihöyry ja mineraalijauhe, voivat kemiallisesti saavuttaa korkeamman fuusioasteen materiaalien välillä. Pitkäaikaisen huollon jälkeen korkeassa lämpötilassa ja korkeapaineisessa ympäristössä betoni voi olla mikroskooppisesti Rakenteellisesti optimaalinen. Pienetkin materiaalin halkeamat voivat hitaasti parantua itsestään aktiivisen mineraalijauheen vaikutuksesta.
"Korkeapainemuovaus"
"Korkean lämpötilan huolto"
Koska aktiivisella mineraalijauheella on johtava rooli koko prosessissa, betonia kutsutaan tällä hetkellä RPC (Reactive Poeder Concrete) reaktiiviseksi jauhebetoniksi. Tällaisella betonilla voi jo olla erittäin korkeat fysikaaliset ominaisuudet, ja sitä kutsutaan myös nimellä UHPC.
Yleensä RPC (reaktiivinen jauhebetoni) voidaan jakaa kahteen tasoon eri kovettumisolosuhteiden mukaan. Noin 3 päivän kovettamisen jälkeen 20 asteen -90 asteessa RPC:n puristuslujuus voi saavuttaa 200 MPA (voima kestää 200 tonnia neliömetriä kohti). ), tämäntyyppistä betonia kutsutaan nimellä PRC200. Jos RPC muodostetaan korkealla paineella (UHPC:n huokoisuus on alhaisempi korkeassa paineessa) ja kovetetaan 250 asteen -400 asteessa, RPC:n puristuslujuus voi saavuttaa 500 MPA-800MPA. Tämän tyyppistä betonia kutsutaan nimellä PRC800.
Maiden välillä on suuria eroja käsityötaidon sekä tieteen ja teknologian tasossa, ja myös UHPC:n arviointistandardeissa on suuria eroja maiden välillä. Yleisesti ottaen betonia, jonka puristuslujuus ylittää 150 MPA, voidaan kutsua ultrakorkeaksi betoniksi (UHPC).
"UHPC:n suhteelliset rajoitukset"
Yleisesti ottaen, jos UHPC haluaa saavuttaa suhteellisen korkean lujuuden, se vaatii tietyn korkean lämpötilan ja korkeapaineisen lämpökovettamisen välttämättömänä edellytyksenä. Toisaalta teräskuidut pyrkivät agglomeroitumaan sekoitusprosessin aikana, mikä vaatii laajamittaista ammattimaista sekoituslaitteistoa. Näitä rakennusolosuhteita on periaatteessa vaikea saavuttaa paikan päällä tapahtuvassa kaatamisessa. Tämä johtaa myös siihen, että useimmat UHPC:t ovat esivalmistettuja osia, jotka on valmisteltava etukäteen tehtaalla, ja kustannukset ovat erittäin korkeat.
Lahjakas arkkitehti Rudy Ricciot1 kommentoi kerran UHPC:tä (Ultra High-Performance Concrete) seuraavasti: "Emme tiedä kuinka pitkälle tämä materiaali meidät vie, mutta voimme varmasti muuttaa maailmaa yhdessä." Itse asiassa teknologian voima on enemmän kuin silta, joka johtaa suunnittelijat luovuuden valtakuntaan.
