住建部最新国标!《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025完成意见稿公开征求意见,本标准划定了超高功能混凝土UHPC的功能品级、原质料、共同比计划、质量要求、制备、养护、实验办法及查验端正等。
基于《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意见稿,依照抗压强度品级,超高功能混凝土UHPC起步强度UC100,最高强度UC200:
住建部关照原文如下,如需查阅下载《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意见稿全文,可至文末:
基本知识
超高功能混凝土UHPC
超高功能混凝土,简称:UHPC,被公以为“近三十年来最具创新性的水泥基工程质料”,鉴于其尤其突出的超高强度,也被业内誉为“最强混凝土”,《超高功能混凝土》GB/T 31387—2025意见稿界说:“以水泥和矿物掺合料等为胶凝质料,共同骨料、外加剂、高强度微细钢纤维和/或非金属纤维、水等质料消费的超高强纤维增韧混凝土”。
UHPC超高功能混凝土
一
UHPC的超高功能
UHPC的超高功能,可总结为“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意见稿,UHPC最紧张的三个定量化功能目标基本门槛:
UHPC可以计划为更轻更薄的布局尺寸,经过在相反荷载下不同质料的界面比力,超轻超薄后果一清二楚:
相反荷载下不同质料的界面比力
二
UHPC的底层逻辑
不同使用场景下的UHPC,只管在原质料及共同比上有所不同,但是底层逻辑大概基本原理是一律的,就是在平凡砂浆或混凝土基本上,经过两方面的改良获取三大功能:
这也对应了UHPC质料的实质是由“基体+纤维”两局部构成:
(1)基体(高密实度砂浆或混凝土)
提高密实度,是提高砂浆或混凝土强度的最紧张要素!
我们晓得,平凡砂浆或混凝土的孔隙率是很大的,这是由于水灰比很大,0.4支配水灰比的情况下,水的体积占比高达55%支配,水化反响天生物远远不敷以添补云云高的空间,因此,硬化后水泥浆的孔隙率就很高,并且含有多量连通的毛细管,不仅影响抗压强度还影响抗渗功能。
以是,变小水的体积占比即低落水灰比,并且再到场比水泥颗粒更细的粉体,好像在粗骨料会萃清闲中添补细骨料,在细骨料会萃清闲中添补水泥颗粒一样,UHPC再进一步,在水泥颗粒会萃清闲中添补更细的粉体,逐级添补上一级颗粒间清闲,构成了高密实度,进而完成超高抗压强度和抗渗功能。
这时分我想到小学我们学过的一个小实行,杯子内里渐渐放入石头、沙子和水,以此教师告戒我们“时间挤挤总会有的”:
小学生水杯装石子沙子实行
不严谨但真理相通地套用这个小实行,UHPC的逐级添补骨料、水泥颗粒和更细粉体,报告我们“空间挤挤总会没的”:
小学生UHPC“最严密会萃”实行
可见,UHPC基体比拟力于平凡混凝土最中心的区别就是:进一步用更细粉体添补了水泥颗粒会萃清闲,这就是行业所说的“最严密会萃实际”。
水泥颗粒的粒径通常属于10微米级,比水泥颗粒更细的粉体质料,如硅灰、超细粉煤灰、超细矿渣粉等,粒径通常属于微米级、亚微米级或微纳米级,把这些超细粉体组合使用,逐级添补上一级颗粒间清闲,完成高会萃密实度。
同时,在高效减水剂的作用加持下,胶凝质料颗粒可以富裕疏散,UHPC的基体水灰比可以大幅低落:水灰比≤0.25、水胶比≤0.20,水的体积占比低至20%,水化反响产物也就很容易添补这么低的空间了。
不含纤维的UHPC基体
(2)纤维(钢纤维或高分子纤维)
高密实度砂浆或混凝土基体获取了超高抗压强度,但是也属于高脆性质料,反响在定量化目标上就是抗拉强度不高。
怎样提高抗拉强度?到场高韧性质料举行改性,纤维则是最优选择。由于基体的高密实度,具有较强的粘结强度,很容易和纤维构成较强的握裹力,从而加强韧性。
纤维加强原理,已往乡村的土坯房就不休在用,粘土中掺入稻草等植物纤维,提升抗拉功能:
古时纤维加强
古代纤维加强
与已往纤维加强的一个紧张区别在于,UHPC由于基体的高密实度,握裹力很强,纤维的尺寸就可以很小,并且不易结团、更易疏散。
UHPC通常接纳直径0.1~0.2㎜、长度9~20㎜的钢纤维,由于钢纤维本钱较高,且会影响施工功能,以是在实践工程中,在满意力学功能的基本上,应尽力变小掺量,常规掺量在1.5~3%之间。
到场纤维的UHPC拌合物
三
UHPC的质料配比
经过上述UHPC“基体+纤维”两项基本原理分析,我们也基本得悉配制UHPC所需原质料:“常规用料+超细粉料+纤维”。具体来说,原质料通常由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、高效减水剂、水、钢纤维等构成,可选择性添加矿物掺合料如粉煤灰、磨细高炉矿渣、石灰石粉等。
必要分析一点的是,只管UHPC称作超高功能混凝土,但实践上大局部UHPC是不加粗骨料的,也就是说,UHPC基体基本都属于超高强砂浆(粗细骨料以4.75㎜粒径为界,包含粗细骨料为混凝土,只含细骨料为砂浆)。
UHPC预混料不是标准化产物,基于工程项目所需功能目标要求,共同比依据原质料特性举行分析和试配,紧张是在了解原理的基本上不休调停实验。
德国封建基金会UHPC研讨后果先容了基本UHPC原质料配比,只管各地原质料特性本身就存在差别,配比不成能一样,但是此基本构成仍具有较大参考代价,有助于我们学习了解:
德国封建基金会基本UHPC原质料配比
四
UHPC的搅拌制备
UHPC水胶比很低且含纤维,制备要有充足的搅拌时间,以确保拌合物的富裕疏散并殽杂匀称。以变速欺压搅拌为例:
UHPC制备也可接纳定速欺压搅拌或其他办法搅拌,加料排序和搅拌时间可依据实践情况举行调停。
五
UHPC的使用范畴
UHPC超高功能混凝土,经过发扬某一方面或综合方面的精良功能,现在已在包含路桥工程、修建工程及市政工程等各个范畴都有广泛地使用:
桥面铺装
桥梁湿接缝
风电装备灌浆
布局维修加固
轻量化预制构件
幕墙装饰构件
拆卸式电缆沟
盖板
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