超高性能混凝土材料在装配式建筑中的应用

2024-01-29李娜覃霞

江苏建材 2023年6期

关键词：预制构件氯离子耐久性

李娜，覃霞

（南宁职业技术学院，广西南宁530008）

1 UHPC 分类

UHPC 是一种高性能混凝土，具有出色的力学性能和耐久性能。根据其用途和特点，UHPC 可以分为以下几类。

1.1 结构用UHPC

用于建筑和桥梁等结构中的承重构件，具有高强度、高韧性和耐久性，能够满足大跨度和高荷载的要求。

1.2 预制构件用UHPC

用于制造预制混凝土构件，如梁、柱、板等。预制构件用UHPC 具有高强度和高精度，能够实现工厂化生产和快速施工。

1.3 装饰用UHPC

用于室内和室外的装饰和景观工程。装饰用UHPC 具有丰富的表面纹理和颜色选择，能够实现复杂的造型和细节。

1.4 耐火用UHPC

用于耐火结构和耐火材料的制造。耐火用UHPC 具有优异的耐高温性能和抗火灾能力。

1.5 其他特殊用途UHPC

根据具体需求，还可以开发出适用于特殊用途的UHPC，如耐化学腐蚀UHPC、防爆UHPC 等。

2 UHPC 在装配式建筑中的应用

2.1 装配式浆锚搭接

在装配式建筑中，UHPC 可以应用于装配式浆锚搭接的技术中。装配式浆锚搭接是一种用于连接预制构件的方法，通过在构件接缝处注入UHPC浆料，形成强固的连接。

装配式浆锚搭接具有以下优势：UHPC 具有高强度和高韧性，可以提供可靠的连接强度，确保构件之间的连接牢固可靠。装配式浆锚搭接可以在工厂预制构件时进行，减少现场施工时间。此外，UHPC 浆料的流动性好，可以快速填充接缝，提高施工效率。 UHPC 具有优异的耐久性能，能够抵抗气候变化、化学腐蚀和温度变化等因素的影响，确保连接的持久性。UHPC 浆料可以根据设计需求进行染色和表面处理，使连接处的外观更加美观，提升建筑的整体质感。

2.2 装配式预制构件

在装配式建筑中，UHPC 广泛应用于装配式预制构件，其具有以下优势：UHPC 具有极高的抗压强度和抗拉强度，可制作出更轻、更薄但同样强度的预制构件，减轻结构负荷，减轻运输和安装的负担，提高施工效率。UHPC 可通过模具制作，保证预制构件的尺寸和形状的一致性，提高施工精度和装配速度。 UHPC 可根据设计需求进行定制，可制作出各种形状、尺寸和表面效果的预制构件，满足不同建筑风格和功能要求。

3 装配式建筑用UHPC 质量控制技术指标

3.1 拌和物性能指标

UHPC 的密度要求通常在2 200～2 500 kg/m3。较高的密度可提高UHPC 的力学性能和耐久性。UHPC 的含气量通常要求在1%～3%，适量的气泡可改善UHPC 的流动性和抗裂性能。UHPC 的流动性要求适合于在模具中填充和充实，通常通过流动度测试进行衡量，要求UHPC 的流动度在20～30 cm。UHPC 的凝结时间要求适合于预制构件的生产和装配，通常在几小时至一天之间，以确保UHPC 能够在预定的时间内达到足够的强度。

3.2 力学性能指标

UHPC 的抗压强度通常在100～200 MPa。

UHPC 的弹性模量通常在50～100 GPa。

UHPC 的抗弯强度通常在20～30 MPa。

UHPC 的抗拉性能通常在8～12 MPa，抗拉模量通常在30～50 GPa。

UHPC 的延伸性通常在1%～2%。

3.3 收缩

UHPC 的收缩应变通常在200～500 με，收缩率通常在50～150 με/d。

3.4 抗氯离子渗透性能

UHPC 在抗氯离子渗透性能方面表现出色。UHPC 具有非常高的密实性，其微观结构更加致密，减少了氯离子的渗透通道，这使UHPC 在抵抗氯离子渗透方面具有优势。UHPC 通常采用低水胶比的配方，水胶比越低，混凝土的孔隙度越小，从而减少了氯离子的渗透。UHPC 中常添加具有抗渗透性能的添加剂，如氯离子抑制剂、减水剂等。这些添加剂可减缓氯离子的渗透速度，提高混凝土的抗渗透性能。 UHPC 中常添加纤维增强材料，如钢纤维或碳纤维等。这些纤维可增加混凝土的韧性和抗裂性能，减少裂缝的形成，从而减少氯离子的渗透。

以上各性能均为UPHC 配方，工艺和试验条件等因素影响，可根据设计要求进行调整。

4 UHPC 在装配式建筑中应用的局限性

UHPC 的原材料成本较高，加工和生产过程也相对复杂，使UHPC 预制构件的成本较高，会限制其在一些低成本建筑项目中的应用。UHPC 的制备和施工技术要求较高，需要专业的工艺和设备，对施工队伍的技术水平和设备投资提出了一定的要求。相对传统混凝土材料而言，UHPC 的市场供应相对较少，会导致供应不足和交货周期较长，限制了其在装配式建筑中的广泛应用。相对于传统混凝土，UHPC 的可塑性较差，不易进行大范围的变形和修复，会限制其在某些装配式构件中的应用，特别是需要大范围变形的构件。尽管存在一些局限性，但随着技术的不断发展和市场需求的增加，相信UHPC 在装配式建筑中的应用将会得到进一步推广和完善。