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宁夏UHPC-超高性能混凝土(UHPC)规程现状
- 2019-03-19-

  宁夏UHPC-超高性能混凝土(UHPC)规程现状

  上世纪90年代,自法国成功研发出UHPC之后,所有国--家都在不断努力制定必要的UHPC应用设计规程。UHPC设计规程鲜明的特征在于,利用常规混凝土中忽略的抗拉特性(图2),突破仅利用抗压强度高于150MPa这一局限。设计规程中声明的抗拉特性不仅仅考虑采用钢纤维,使UHPC 抗拉强度超过8MPa,还得涉及UHPC的高韧性,使其在开裂后仍能承受一定的拉力。还要强调的是,根据钢纤维含量,UHPC也可体现出硬化特性,而不仅仅是软化特性。

  设计中考虑拉力,在有效的UHPC结构设计中发挥着决定性的作用。考虑UHPC抗拉强度的横断面不仅要变得纤细,还需体现出抗拉钢筋、抗剪钢筋和抗扭钢筋量的急剧减少。尤其是主要承受剪力的腹板甚至能在无抗剪钢筋的情况下,体现其韧性。此时,保证其基础保护层厚度则将变得无足轻重了。这样不仅能够使混凝土横断面变得纤细,还能使施工变得简单。考虑到混凝土桥面直接承受的是轮载,而且重量约为桥梁总重量的40%,桥面采用UHPC 则可使其重量降低30%-40%,并且减少钢筋用量,简化施工过程。按此方法实现的上部结构重量减轻反之也会减小地基的尺寸,或者能够加长跨度。

  UHPC设计规程制定的过程中,体现出的另一鲜明特征是,即使各国存在一定的差异,但其发展通常要经历两个阶段。具体而言,第--一阶段仅以小规模结构和专项研发中材料应用所提供的经验反馈为基础。而第二阶段是将UHPC 用作一般建筑材料,添加应用了国--家混凝土设计规程中具有UHPC性能的配料。

  法国于2002年发布的《超高性能纤维增强型混凝土临时建议》是设计规程,主要依据为Ductal 在小桥和其他结构中的应用经验。在此之后,法国根据不断的研究和在新型桥梁与建筑物中的现场应用UHPC特性、耐火性、耐久性和可持续发展相关的成分的调整,以及结合国--家设计规程与欧洲规范,于2013年发布修订版建议。

  2004年,在德国举办的一届UHPC研讨会上介绍了大量的UHPC研究成果。此外,在德国科学基金会(DFG)的资助下,德国还在2008至2014年间系统地开展了一项称之为“SSP 1182”的综合项目。这项由卡塞尔大学牵头的项目已成功开发出多种超高性能混凝土,并对其力学特性和在结构中的应用展开深入研究。据研究结果表明,德国当前正在结合以前的设计规范和欧洲规范,编制UHPC设计规程。

  由欧洲国--家所领导的国际结构与混凝土联合会(FIB) 还成立了4.2工作组,主要针对超高性能纤维增强型混凝土,现正在检验研究成果,制定设计规范。

  在日本土木工程师学会的领导下,日本已经展开对Ductal 力学特性的研究,并在2004年成功发布《UHPFRC设计与施工建议》(暂定)。这些建议成功地应用到了羽田机场跑道的扩建工程中,这是迄今为止大规模的UHPC应用。


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