超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete),簡稱UHPC,國際上系指抗壓強度在150MPa以上,并具有超高韌性、超長耐久性的水泥基復(fù)合材料的統(tǒng)稱。其中,最具代表性的超高性能混凝土材料為活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete),最早由法國學(xué)者于1993年提出,主要由硅灰、水泥、減水劑、細(xì)骨料及鋼纖維等材料組成,依照最大密實度原理構(gòu)建,從而可使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂縫)減至最少。

UHPC材料組分內(nèi)不包含粗骨料,顆粒粒徑一般小于1mm,因高度的致密性而具有超高強度及優(yōu)異的耐久性。研究表明,UHPC抗壓強度可達(dá)200MPa以上,同時材料耐久性可達(dá)200年以上。此外,由于UHPC中分散的細(xì)鋼纖維可大大減緩材料內(nèi)部微裂縫的擴展,從而使材料表現(xiàn)出超高的韌性和延性性能。圖1顯示了不同材料同等抗彎強度的尺寸對比。

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圖1 不同材料同等抗彎強度的尺寸對比

“超高性能混凝土”包含兩個方面‘超高’——超高的力學(xué)性能和超高的耐久性,表1給出了UHPC與普通混凝土的主要力學(xué)和耐久性指標(biāo)對比。

表1 UHPC與普通混凝土的主要力學(xué)和耐久性指標(biāo)對比

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UHPC是當(dāng)今國際上最先進(jìn)的水泥基土木工程材料,由于其優(yōu)異的力學(xué)和耐久性能,在橋梁工程需求輕質(zhì)高強、快速架設(shè)、經(jīng)久耐用的背景下,UHPC在橋梁領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景。