051.UHPC基体材料的配合比该如何设计?
假如用以下8种材料来配制UHPC,如水泥1、硅灰2、微纳米粉体3、石英粉4、石英细砂5、石英中砂6、石英粗砂7、减水剂8,要求它达到抗压强度150MPa,如果再加上水,那你该想到,这是一个9元一次方程的关系,对吗?
那它有解吗?当然有!有唯一解吗?当然没有!
如果再要求抗拉强度不小于5MPa,坍落扩展度不低于600mm;那么,它就变成至少是一个(1,9)矩阵和(1,3)矩阵关系,对吗?
那它有解吗?当然有!有唯一解吗?当然没有!
那该如何进行配合比设计呢?
此时单单靠人脑或手算就跟不上趟了,要借助一些理论和工具来帮忙:
第一,要对除水和外加剂以外的所有颗粒组成的颗粒堆积体的颗粒级配提出要求,如要求它满足某一条连续级配曲线;
第二,测试各种颗粒料的颗粒级配曲线;
第三,利用一些商用的颗粒级配分析软件来计算各种颗粒料的用量,通过调整其中一种或几种物料的用量变化,来获得系列计算配合比;
第四,统一考虑减水剂和用水量,设计出一套试配配合比;
第五,进行试配并进行要求要求性能测试;
第六,根据性能测试结果,重新调整并计算各物料的用量,重新制订第二次试配配合比并进行要求性能测试;
第七,重复第一至第六步骤并反复尝试和分析,最终获得一组或几组UHPC基体材料配合比。
注意:在寻找UHPC基体材料配合比和性能关系时,一定要综合考虑颗粒紧密堆积与胶结材化学固结的双重作用和有机结合,单取其一是不行的!其中的窍门就是,先做好颗粒连续级配和紧密堆积,然后再考虑胶材的化学固结及外加剂调整,这样中标的效率可能会高些!
052.什么软件可用于UHPC的配合比计算?
推荐使用Elkem公司的Emma软件(早期版本Lisa也行)。这个软件还适用于自密实(自流平)混凝土和耐火捣打料的配合比设计。
当然,你也可以根据颗粒级配计算方法自行编制计算软件。我的学生前几年就编过一个更好的颗粒级配分析软件,目前尚未进行推广。
053.不同材料的颗粒级配测试方法不同,可用来直接计算吗?
暂时不用考虑不同测试方法差别的影响,可直接用来计算。因为,计算结果也只是个参考!相比于机械化地多因素正交实验设计,看上去稍微科学一点。
054.计算配合比时,需要注意哪些问题?
第一,水泥的颗粒级配没有条件时可以不测,可参考文献中同厂家同牌号水泥的颗粒粒度分布数据;
第二,硅灰的颗粒级配常常测不准,直接用厂家或文献中的数据大多时候也是可以的;
第三,一些微纳米粉体的颗粒级配曲线如果测不准,可能会给计算和试配带来不少困难和麻烦;
第四,对于石英粉和石英砂,由细到粗,最少要选用3种或以上的颗粒级配材料,不然不好调整颗粒级配曲线!
严格来讲,对于科研人员和生产研发人员,最好要了解各种材料的颗粒级配曲线专业测试方法,并要进行多次测试或校验。
实际计算时,最细和最粗材料的调整可适当粗放一些,中间颗粒级配的材料要非常重视!
另外,还要注意各种物料的用量范围,一定要结合实际经验;比如,你总不能将水泥设成10kg/m3或1800kg/m3去进行大量计算吧?那样的计算显然是不合适的!
055.单单考虑颗粒连续级配,就一定能获得理想的配合比吗?
显然是不可能的!还要综合考虑各颗粒料的物理化学性能和几何性状。比如颗粒料是水化活性的还是惰性的?颗粒是近似球形的,还是多棱角的?诸如此类,各种因素都要考虑。
计算+足够多的试验,结合你对HPC和其它水泥基复合材料(如钢纤维混凝土、ECC等)的经验,就肯定能找到至少一组较为理想的配合比。
056.纤维材料如何考虑和计算?
第一,重点考虑高强碳钢钢纤维,如抗拉强度>2800MPa,直径0.2mm,长度13mm左右(长径比通常在60左右即可);即使有些腐蚀非常严重的场合,如无美观要求,也不一定非要用不锈钢纤维!
第二,碳纤维、PVA、PP纤维、玻璃纤维等不一定要用。金属与非金属的混合纤维尽量先不用考虑,因为实际分散时常常会遇到问题。
第三,UHPC配合比设计时重点考虑颗粒材料就行,不用考虑纤维的计算;即使你把它假定为细长骨料去计算,在实操层面也没多大意义。
057.试配时,纤维掺量怎么考虑?
第一,按弹性极限抗拉强度(初裂强度)设计要求试配出接近该强度值的UHPC基体材料;
第二,可以试掺2.0%体积掺量的钢纤维,通过测试标准蒸养后的直拉性能来增减钢纤维的用量。
一般地,对于有应变硬化要求的UHPC,基体材料的抗拉强度至少要在5MPa以上,钢纤维体积掺量在2.0%以上。
058.试拌时,纤维要与粉料一起拌和吗?
如果没有高效率的(旋流或涡流式)搅拌机,如采用常规的60L单卧轴混凝土搅拌机时,不宜将纤维与粉料一起拌和;可将粉料拌和到理想流动状态以后,再一点点慢慢加入纤维,然后再继续搅匀即可。其实,实际生产时也可以这样!
加入纤维时,如果能借助专业的纤维分散设备帮忙,可以省很多事!
059.粉料搅拌了好久,流动性还是不行,怎么办?
第一,换更高效的减水剂试试。减水率最好能在38%以上,引气量越少越好;开始先别考虑粉剂,先用水剂,因为喷粉工艺国内还不是特别理想,生产的粉剂引气量有时也较大。
第二,如果减水剂没问题,那就是颗粒级配不好,或者是用了一些不必用的颗粒料,应重新进行组分调整,再进行试拌。
060.UHPC如何振捣?
大部分UHPC是自密实或自流平的,无须振捣。
实际施工时常常会遇到边坡或有施工角度要求的地方,如交通路面工程,这时就不宜采用自流平UHPC,要控制合适的坍落度。对于坍落度在120~180mm的UHPC,仍可采用平板振捣器进行振捣;实验室试件成型时,也可上振动台进行振动,但振动时间宜适当缩短,以避免纤维严重分层。
061.UHPC如何进行收面和养护?
第一,对于免蒸养的现浇UHPC,可采用与高强硅灰HPC相似的收面工艺。收面后要即刻进行表面覆盖(如采用塑料薄膜),或边收面边覆盖,以防水分散失;当然,也可边收面边喷洒高效养护剂;即使喷洒了养护剂,也要及时覆盖;不可在UHPC表面进行过早的洒水或喷雾养护,洒水或喷雾养护可在浇筑1d后进行。
第二,对于拟蒸养的现浇UHPC,也可先采用上述办法进行1d内的养护;1d后再进行蒸汽养护;一般可参考“标准蒸汽养护工艺”进行,即90°C,48h;不过,要注意随时监测不同位置的温湿度,以尽可能保证处处均匀。
第三,对于工厂预制蒸养或蒸压UHPC构件,可参照以上方法或进行适当调整。
062.UHPC何时进行拆模?
对于常温下施工的UHPC,正常养护1d后即可进行拆模。其它环境条件下浇筑的,可根据实际情况,适当调整。
063.UHPC拆模后发现大尺寸缺陷,怎么办?
需要拆除重建的应及时拆除,不然后期拆除成本较高。
如果需要进行修补的,应在及时凿毛或切割后及时进行修补;修补材料可与原施工材料相同。采用相同UHPC材料进行修补的,无须使用其它界面剂。
常规切割工具不适用时,可考虑采用手持式高压水刀进行切割。
064.现浇UHPC到了28d时强度不达标,怎么办?
如果取芯强度严重不足,该拆拆,该炸炸,该加固加固。
如果取芯强度比设计强度少20左右%,则需要考虑一下,可否延长龄期后再测?或是进行热养护后再测?无论哪样,最终都应通过专业结构工程师的评估。
065.UHPC结构如何进行日常养护?
对于没有磨损、高温作用或酸腐蚀的UHPC,一般不需要进行特别的日常养护。
对外观整洁度要求比较高的UHPC,可事先进行表面憎水或防污处理,有些表面增效剂可事先在拌和时就加入;对色彩要求比较高的,可适当涂覆防紫外剂或固色剂;对反光有要求的,可进行酸化、表面粗化或亚光处理;对NOx等有毒气体分解有要求的,可事先掺入钛白粉等来进行降解,或是加入沸石粉等一些吸收剂来进行吸收。对表面已发生污染的UHPC,可采用高压水或喷砂、喷丸或打磨后,再进行适当的表面处理。
对于磨损作用下的UHPC,需要进行日常检查,达到临界磨损程度后予以更换。
有高温作用时,则需要注意UHPC的胀裂及剥落情况,发生严重损伤时,应及时进行更换。
对处于酸性气体或酸腐蚀环境下的UHPC,在投入使用前,可事先进行憎水、覆膜或耐蚀表面处理;使用中应进行日常观测,一旦达到临界损伤程度,应及时予以更换。
066.UHPC表面的外露钢纤维端面发生腐蚀怎么办?
无镀铜外露钢纤维端面发生的是普通电化学腐蚀;有镀铜外露钢纤维端面发生的是电偶腐蚀。
如果觉得碍眼,可以对UHPC表面轻轻打磨后进行憎水处理,如刷涂硅烷或其它有机硅类材料,或者是其它有机涂料(透明或不透明均可)。
如果不觉得碍眼,就无须处理,因为它的腐蚀深度通常很浅,即使过了几年也是一样。
如果不允许出现这样的情况,新结构可选用不锈钢纤维或其它非金属纤维;不换钢纤维时,也可在想办法不让它外露,或拆模后及时进行表面防护处理。
067.为何不用担心UHPC中的钢纤维或钢筋腐蚀问题?
因为品质优良的UHPC中的孔主要是nm级以下的孔,它的连通性极差,水、水汽和氧均在其中难以长距离传输,所以UHPC中埋深几mm厚的内部钢纤维或钢筋就很难再发生腐蚀了。
另外,由于UHPC的水胶比很低(通常<0.16),基体材料的欧姆降较大,这样也就避免了宏电池腐蚀的发生。
即使UHPC中的含盐量较高,按照刚才所说的原理,也可以不必担心其中钢纤维或钢筋的腐蚀了。这也是UHPC区别于OPC和HPC的地方。
068.为何说不用担心UHPC的抗冻性或其它传统劣化现象?
可统统归结于UHPC中没有足够的自由水或反应用水即可。对抗冻、碳化、碱-骨料反应、硫酸盐侵蚀等都是如此。
也可归结于有害物质难以在其中进行长距离有效传输。
069.开裂的UHPC中也不必担心钢纤维或钢筋腐蚀问题吗?
首先要看开裂的程度及裂缝的宽度和深度。
对于传统OPC/HPC允许的0.2mm以下的裂缝在UHPC中可能无须过多担心;但是,对于更宽的裂缝,特别是贯穿至钢筋表面的裂缝,如果能允许水和氧在其中传输,那就不能忽略该处的钢筋腐蚀问题;如果它同时受动载作用,那就更不能轻视,尽管钢筋腐蚀的危害程度远较常规混凝土中的弱!
也就是说,可以掌握这样一个原则:即要看水、水汽、氧及其它有害物质能否在裂缝中畅通无阻;若能,局部劣化问题就不能忽视;若不能,则可安稳睡大觉!
070.如何提高UHPC的抗磨或抗冲磨性能?
对于表面抗磨,可像传统混凝土那样,在UHPC表面加入耐磨剂或耐磨骨料,单纯增加纤维用量不一定能改善它的表面抗磨。
对于抗冲磨,或撞击下的冲磨,可能还要区别对待。前者可以考虑采用耐磨粗骨料,后者可能还要考虑纤维种类、用量或表层配筋;甚至还要考虑采用表面防撞缓冲保护层。
071.如何提高UHPC的耐火性能?
采用PP纤维、改变纤维掺量、掺用粗骨料等有时可以改善UHPC的耐火性能;如果条件允许,采用铝酸盐水泥或按耐火捣打料去设计,效果可能更好!
072.UHPC能用于盐碱地或海滨盐滩吗?
太可以了!如果将这些区域中电力设施(如电杆、电塔基座、电站基础等)、交通设施(如道路、桥梁)进行更换或表面加固,就可能完全解决长期困扰电力及交通系统的许多技术难题。
将盐滩上的既有混凝土结构(如码头、桥梁等)或钢结构统统给它穿上一层UHPC外衣,那将解决很多传统劣化问题。
073.那能再在UHPC上进行表面覆层吗?
可以。如果可能,可首先考虑采用与基底相同的UHPC进行表面覆层;当然,也可采用其它任何你想用的覆层材料。
074.能将UHPC用作无机粘结剂或结构胶来用吗?
当然。UHPC是非常好的无机粘结剂或结构加固胶,也是性能优异的锚固或灌浆材料。一些海上风电塔在建设时就采用这类材料来粘结不同的构件;也有人将它用于海上钻井石油平台的修补与加固。还可用它来对既有结构进行粘钢板加固。
建议装配式建筑用套筒灌浆材料也统统改用无纤维的UHPC基体材料。
预制桥梁、桥墩的湿接缝,伸缩缝都可采用UHPC。
075.UHPC也能用作灌缝材料?
对于mm级及以下的缝隙,仍然建议采用成熟的有机灌缝或嵌缝材料;对于几个cm级以上的大缝隙,采用UHPC比较合适。
076.UHPC能用于后张预应力的灌浆吗?
不掺纤维的UHPC基体材料应该可以适用,就是成本会有些高。不过,适当调整组成后,可使灌浆材料及预应力体系很好地与混凝土结构形成一个有机整体。
对于大型锚箱,可考虑采用掺粗骨料的UHPC进行锚固或加固。
077.UHPC如何用于民建或家居?
除已知的建筑装饰或蒙皮应用外,可优先考虑一些复杂建筑节点的应用,或抗剪、抗震结构的应用。
对于一些公共设施、场馆、纪念性建筑或古建筑的修复,也可优先考虑UHPC的应用。
对于一些预装配式建筑构件或部件,如预制楼梯、门/窗框、整体厨卫、车库地面等,都可考虑应用。
建筑室外LOGO、雕塑、桌椅、长凳、栅栏、花墙、艺术停车坪、树围等等,都可以应用。
有人用UHPC做家具、灯具、音箱及其它一些饰品;也有人用UHPC来翻模一些地方木雕、砖雕或石雕制品。
用UHPC来复制古文物也是一个不错的选择!
078.UHPC如何用于军事工程?
南海的重要基础设施就非常适合采用UHPC,特别是军用设施!
UHPC是一种性能优异的抗冲击和防侵彻材料,可用于许多的军事防护设施的建造,包括弹药库、飞机库、舰艇库、其它武器装备库等。
079.UHPC能用于核工业或其它特殊工程吗?
UHPC太适用于核工业工程了!它不仅特殊适用于核电厂设施的建设,还特别适用于中低放乏燃料的储存与固化;采用特殊技术措施,还可用于高放乏废料的处置。法国的RPC最早就用于核废料高整体容器的制造。在这些方面,目前中国还远远落后。UHPC材料也应适合用作乏燃料的地质处理。
UHPC还可适用于航天基础设施的建设备,也特别适用于有毒或有害的环境保护工程。
像港工、地下管廊、PCCP等,UHPC都有天然独特优势;对于矿山运输、过江/过海/穿山隧道、地铁/城铁/高铁、公路交通等也都非常适用。
080.如何拆除UHPC结构?
对于大型结构,这个问题有点难。单纯考虑常规钢筋混凝土结构的爆破恐怕不行,估计还要结合专门的切割设备或工艺,如水刀切割,火焰切割、或激光切割等。
081.轴压强度与抗压强度的换算系数是多少?
按当时T/CBMF37平行试验结果,100x100x300mm试件的轴压强度fcp与100x100x100mm立方体抗压强度fcu之比约为0.82~0.90,可取为0.86。
082.抗弯强度与抗拉强度之比大约是多少?
按当时T/CBMF37平行试验结果,100x100x400mm试件的四点抗弯强度fb与该标准规定的直拉试件的抗拉强度ftu之比约为2.2~2.8,可取为2.5;即可按不低于抗拉强度2.5倍来要求UHPC的四点抗弯强度,即UT07要求ftu≥7.7MPa,考虑测试误差,可要求fb≥20MPa。
083.劈裂强度与抗拉强度之比大约是多少?
按当时T/CBMF37平行试验结果:
(1)100x100x100mm立方体试件劈裂强度fct与该标准规定的直拉试件的抗拉强度ftu之比约为1.9~2.5,可取2.2;即可按不低于抗拉强度2.2倍来要求立方体劈裂强度,即UT07要求ftu≥7.7MPa,考虑测试误差,可要求立方体劈裂强度fct≥17MPa;
(2)Ф100x200mm圆柱体试件劈裂强度fct与该标准规定的直拉试件的抗拉强度ftu之比约为1.6~2.2,可取2.0;即可按不低于抗拉强度2.0倍来要求圆柱体劈裂强度,如UT07要求ftu≥7.7MPa,考虑测试误差,可要求圆柱体劈裂强度fct≥15MPa。
084.小8字模抗拉强度与标准试件抗拉强度之比大约是多少?
按当时T/CBMF37平行试验结果,小8字模试件抗拉强度ftu-8与标准试件抗拉强度ftu之比约为1.0~1.5,考虑试尺寸效应,可取1.5;即可按不低于标准试件抗拉强度1.5倍来要求小8字试件的抗拉强度,即UT07要求ftu≥7.7MPa,考虑测试误差,可要求小8字模试件抗拉强度ftu-8≥12MPa。
085.UHPC用钢筋如何选择?
不少人认为高强混凝土就应该配高强钢筋,但是实际情况不一定。对于UHPC,不一定非要选用高强钢筋,特别是一些厂家生产的负尺寸高强钢筋最好不要用;目前个别厂家生产的“高强钢筋”脆性非常大,选用时一定要慎重!
另外,有些情况下选用光圆钢筋可能比带肋钢筋更好,因为UHPC的高收缩和高粘结有时对带肋钢筋局部产生较大约束应力,反而会产生不良影响。
UHPC中的钢筋尽量选用普通碳钢钢筋即可,完全不用考虑不锈钢钢筋、包覆不锈钢钢筋、环氧涂层钢筋、热镀锌钢筋,因为钢筋腐蚀问题不用考虑了。所以说,UHPC结构、UHPC蒙皮或护套是特别适用于港工结构的,综合造价与采用HPC+耐蚀钢筋应该会更低!
当采用RFP或其它聚合物筋时要充分考虑这些复合材料筋的变形性能。
对于预应力筋,无论是高强碳钢钢筋,还是聚合物筋都是适用的。
086.UHPC何时施加预应力比较合适?
这个问题很难回答,它需要考虑早期材料强度和弹模的经时增长规律,还要考虑徐变及收缩问题(包括计算模型的选择)。
对于传统混凝土,若无明确规定时,通常要求混凝土强度达到设计抗压强度的75%时即可进行后张预应力筋的施张(或是先张预应力筋的放张)。
对于蒸养UHPC,通常可在蒸养结束后进行施张,一般在浇筑后第4d进行。有的在蒸养过程中进行施张,即先进行预蒸养、当达到施张要求强度后就进行施张,施张后再继续蒸养、至结束。
对于非蒸养UHPC,情况会稍微复杂些。有的希望早点施张,有的希望晚点施张。一般地,要求材料强度达到规定强度后即可进行施张;如对于设计抗压强度为150MPa的UHPC,可规定当材料强度达到100MPa时即可施张。当然,这也同样适用于蒸养预制构件。
由于UHPC在48~72h内的早期收缩******,弹模和强度变化非常快,通常会要求躲过这一快速变化期,在UHPC浇筑2d或3d后进行施张。浇筑1d后就开始施张是否会造成严重应力损失或严重早期徐变,可能要看施张应力水平相对于1d时材料强度;从UHPC的强度、弹模、收缩和徐变发展特性考虑,个人建议对于现浇UHPC,不宜在浇筑1d时就进行施张。
注意:按达到规定强度进行施张的做法虽然操作性强,但也很机械化。如果有条件,应通过试验来确定具体的施张时间(试验量、难度和周期都较大)。
087.UHPC的施张预应力水平该如何要求?
施张预应力水平通常可为施张时UHPC材料抗压强度的30~50%,比如施张时的UHPC抗压强度是100MPa,那么施张预应力可控制在30~50MPa;这也很容易理解,大多数情况下,它处于UHPC的弹性变形段。实际操作时,要求施张预应力水平控制在当时材料强度的30~40%可能更为合适,施张时间不宜过早,宜在UHPC的强度充分增长后再进行施张,如在达到材料设计强度的60~70%后。
088.现浇免蒸养UHPC的早期收缩量大体在什么数量级?
这上不好说,因为实际上不容易测准,原因在于基准长度是从何时测量的,比如是浇筑后就开始测量的,还是从浇筑几小时后开始测量的,还是从1d后开始测量的?不同的计取方法,计算结果差别非常大!不同的测量装置和测量技术所测结果也不一样;比如是采用非接触式光学测量的,还是采用数字位移计测量的?另外,还要看你是在完全密封、半密封条件下的测量的,还是在完全敞开条件下的测量的,结果统统不一样。有人认为浇筑后48~72h的总收缩量可达几千个微应变,有人认为在600~900个微应变左右,有人认为可能更低些;分歧比较大。
考虑UHPC在浇筑后48~72h内的早期自收缩的影响,大家通常采用波纹管法进行测试,并希望在浇筑密封后越快测量越好。《超高性能混凝土基本性能与试验方法》一书的附录给出了具体的推荐试验方法,同时建议开始测量时间宜控制在加水搅拌后30min内,且试件安放在测量支架上静停10min后。实际算下来,留给检测人员的试件准备时间在20min以内,包括UHPC的搅拌、灌注、试件密封与检查等。如果不是特别熟练,是不易达到的。大家在采用波纹管法测试时,若有条件,可尽量采用非接触式光学测量,可能更好;这样也可能会实现在浇筑后就开始测量的要求,不过,随后的数据处理要非常小心。
建议服务于实际时,UHPC早期收缩的测量可参考实际施工工艺,有针对性地开展;特别应考虑实际养护方式、拆模时间,以及预应力施张时间等。
089.采用常规混凝土膨胀剂能减小UHPC的早期收缩吗?
曾有人做过一些试验,有人说可以,有人说不行。
从UHPC的早期水化,特别是浇筑后48~72h内的水化行为看,采用过去传统的混凝土膨胀剂应该不容易实现理想地早期减缩。
有人试图通过早强剂和膨胀剂双重控制来进行减缩,听上去似乎可行,但从UHPC的早期水化特性考虑,也不容易实现。
还有人想在纤维种类和用量上下功夫,看上去好像有帮助,但从水泥胶材自身特性看,也不易实现,它仅能实现微观应力均化而已。另外,不同纤维掺量的UHPC本就不再是相同的材料,不宜进行直接对比,更不宜拿来说事。
有人想通过纳米材料或高分子技术实现突破,有可能会有希望,我们将拭目以待。
090.那就没办法控制UHPC的早期收缩了吗?
也不是的!HPC的一些做法和经验仍可借鉴,但需开拓更新更好的路子。建议从UHPC本身特性下功夫。比如可在UHPC配比的精细调控上多用心。不管你用多少水泥,实际材料中相当多的是未水化水泥,因为水胶比实在是太低了,所以,单纯通过减少水泥用量来进行UHPC的减缩,估计实际工程效果达不到你的期望;如果想尽可能多的采用惰性颗粒料来进行减缩,那他仍然是认为收缩主要来源于可水化胶结材。
采用掺加大骨料来减缩,虽然具有工程应用价值,但不具什么先进性,它只是相对减少了可收缩物料的用量而已,是人人皆知的道理!
对于采用大骨料进行减缩(或降温),我个人建议的做法是“骨料外掺法”:即UHPC单配,然后根据需要,再外掺一定体积的粗骨料。在实际工程中,照样可以购买品质稳定的UHPC预混料,在加水搅拌均匀后,再掺入当地合适的粗骨料充分搅拌后自密实浇筑或轻微振捣即可。粗骨料的用量和尺寸应根据需要和构件尺寸,事先由实验确定。
091.如何控制UHPC的徐变?
第一,选用蒸养充分的UHPC,并在蒸养后再进行张拉(或放张,对先张预应力筋而言);
第二,对非蒸养UHPC,正常施工条件下,躲过浇筑后48~72h的快速变化期,在第4d再进行张拉;
第三,预应力张拉水平不要超过施张时材料强度的40%。
092.那如何控制UHPC的早期徐变呢?特别是受拉徐变?
这就要在材料配合比设计和结构局部设计上多下功夫。还要考虑具体施工工艺,包括具体施工工序的影响。
从微观角度看,也可充分考虑纤维及其与UHPC基体的界面约束作用,看能否由此来深入探讨UHPC的早期受拉徐变控制问题。
093.UHPC结构的下挠或应力损失如何考虑?
实际结构的下挠或应力损失只能通过不断观测(或实时监测)来了解和控制。
在设计阶段,就要看你采用什么样的徐变模型或徐变系数来进行估算。对于长寿命期内的任何结构,估算都不会准的,但可用来参考和方案对比。
尽管大家都说经充分热养护的UHPC,其长期徐变不用担心;但是考虑大跨或大截面构件的材料组成和受力不均匀性,徐变问题仍然是不能轻视的一个重要问题,虽然从材料特性上看,UHPC的均匀性已远远优于传统的OPC和HPC。
094.从环保角度看,选用UHPC有什么特别好处吗?
有。UHPC相比于HPC来讲,其实可以掺用更多的工业固体废物,特别是尺寸在纳米级至毫米级的一些工业固体废弃颗粒材料,而这些废弃物的应用目前还都很不理想,将来也许会成为非常抢手的UHPC原材料资源!
随着UHPC技术和纳米材料和高分子材料的不断发展和进步,海砂、山砂或沙漠砂(含泥量小的)也可能会被广泛使用;有可能会出现专门针对海砂、山砂或沙漠砂的UHPC。
随着有机和无机材料界限越来越模糊,一些特殊的高分子材料与UHPC材料的融合将大有发展前途。现在的一些化工废弃物也可能变得十分抢手。
UHPC还有望进军能源行业及其废弃物处理,如各类电池废弃物的固化与处理等。
另外,UHPC在有毒和有害物质的固化与隔离中也将绽放异彩!
因此,在环保行业,UHPC将大有作为,应用前景十分广阔!
095.UHPC可制作智能构件或结构吗?
当然,非常适合!利用UHPC的物理性能,如电性能、磁性能或力学性能,可将它制作成不同用途的智能构件或结构!甚至可用它的这些特性来直接制作传感器。
096.UHPC能否用于电力行业?
UHPC目前已经在电力行业中得到应用了,如UHPC电杆、光伏电池支架、绝缘地基等等。
将来用于高压绝缘子的制造是有可能的!
096.UHPC可用于电子行业吗?
“水泥”电阻听说过吗?UHPC类材料也可能用于不同电阻器的制作,或者是一些绝缘或导电基板的制作。如果有人感兴趣,也可将其制作成电容或其它一些特殊半导体。
097.UHPC能做生态或生物材料吗?
UHPC用作生态材料那是非常理想的。通过巧妙结构设计,可用于海洋、湖泊、污水中不同生物或微生物的居住或生活环境建设,它不仅稳定,而且耐久!
直接用作有情动物的活性生物材料,目前看肯定不行。如果能利用生物活性材料,借鉴或参考UHPC的制备技术,将来能否制作出不同用途的生物材料也不是不可能。
098.UHPC如何用于川藏高铁的建设?
考虑到高温、高湿、高腐蚀、岩爆等问题,UHPC是目前最适合用于该工程的材料,包括桥梁和隧道!如果仍大量采用传统的OPC或HPC,不仅浪费人力物力,也绝对对不起国家和后世子孙!
当然,如果对于严重的地质灾害,如剧烈的地壳运动,UHPC肯定也是不管用的,什么人造结构也不管用!
099.UHPC能用于传说中的西藏引水入疆工程吗?
和川藏高铁的情况一样,UHPC可能是目前最适合用于该传说水利工程的结构材料,可优先选用。
100.UHPC能用作月球或太空基地建设吗?
不确定。目前的UHPC用于-80°C~300°C的使用环境是可以的;改进的UHPC也可以抵制强中子或γ射线的辐射,但能否用于真空或强大粒子辐照的太空,需要请教航天专家,如果你真想把它用上天的话!