Kaj je UHPC?
UH v UHPC je okrajšava fraze (Ultra-High), ki se nanaša na najvišjo raven
Beseda P (Performance) pomeni zmogljivost in učinkovitost
C pomeni Beton
UHPC se nanaša na "ultra-visoko zmogljiv beton"
Kako močan je UHPC?
Ker je UHPC beton ultra visoke zmogljivosti, kako visoka je lahko njegova zmogljivost? Sodeč po glavnih tlačnih lastnostih betona je tlačna trdnost navadnega betona približno 15Mpa-30Mpa, medtem ko je tlačna trdnost grodlja, ki je v našem vsakdanjem življenju zelo trd, na splošno 200Mpa. Rečeno je, da ima UHPC največjo tlačno trdnost, vendar lahko doseže sliko 810Mpa. Lahko rečemo, da je navaden beton "pet izmečkov" pred UHPC.
»Visoka« izredno visokega betona (UHPC) ni samo ena zmožnost stiskanja.
"Trije vzponi" UHPC
"Ultra visoko zmogljiv beton" je znan predvsem po svojih "treh vrhuncih": visoki trdnosti, visoki vzdržljivosti in visoki obdelavnosti.
"visoka moč"
Kot je navedeno zgoraj, lahko največja tlačna trdnost UHPC doseže 810Mpa. Ker je stopnja postopka v vsaki državi precej drugačna, UHPC zahteva tudi najmanjšo tlačno trdnost več kot 150 Mpa, strižno trdnost več kot 25 Mpa ter visoko toplotno izolacijo in visoko vodoodporno, fino teksturo, ki lahko v bistvu izolira vse škodljive mediji. Lahko rečemo, da gre za steber iz belega žada, ki drži nebo, vijolično zlat žarek, ki podpira morje, in neodvisno nosi nebo.
"Visoka vzdržljivost"
Tradicionalni beton ima neizogibno veliko vrzeli. V primeru visokih ali nizkih temperatur, neprekinjenega dežja ali močnega sonca se reže še povečajo in življenjska doba skrajša. Sam UHPC v bistvu nima vrzeli. Tudi če majhne vrzeli povzročijo zunanje sile, ima UHPC tudi čudežno sposobnost samozdravljenja.
UHPC je bil prvič uporabljen pri gradnji mostov za zmanjšanje lastne teže konstrukcije ter izboljšanje življenjske dobe in trajnosti konstrukcije. Življenjska doba lahko doseže več kot 100 let.
"Visoka uporabnost"
Za razliko od tradicionalnega betona, ki je "debel, okoren, debel in težek", se UHPC zanaša na svoje močne fizikalne lastnosti, da je struktura izjemno lahka in ima močno vizualno estetiko. S svojo odlično zmogljivostjo lahko oblikovalci uresničijo svojo bujno domišljijo.
UHPC ima visoko gostoto, visoko površinsko obdelavo, fino teksturo in topel občutek, podoben žadu. Navaden beton je pred UHPC povsem grob. Ne le to, ultra nizka poroznost tudi zmanjša verjetnost onesnaženja UHPC, kar olajša čiščenje in vzdrževanje.
Zakaj je UHPC tako močan?
Tradicionalni beton je običajno pripravljen iz cementa, dodatkov, peska in proda, vode in drugih sestavin v določenem razmerju. Po mešanju in določenem utrjevanju nastane kompozitni material na osnovi cementa, ki je v glavnem sestavljen iz agregata (pesek in gramoz) in cementne brozge. Vendar pa so fizikalne in mehanske lastnosti tradicionalnih betonskih agregatov in cementne brozge precej različne, ki so v glavnem omejene z naslednjimi tremi vidiki:
Prvič, zaradi toplotnega raztezanja in krčenja vode v cementni brozgi pri visokih ali nizkih temperaturah se naravno pojavijo vrzeli med agregatom in cementno brozgo.
Drugič, trdota agregatov, ki so v glavnem sestavljeni iz peska in gramoza, ni visoka in velika prostornina bo še dodatno povečala razpoke pod uporabo zunanje sile. Na splošno velja, da večja kot je prostornina agregata, večje so razpoke.
Tretjič, postopek mešanja tradicionalnega betona je grob, zato nosilni agregati v cementni brozgi niso enakomerno porazdeljeni, poroznost pa je relativno visoka, kar močno zmanjša tlačno zmogljivost betona.
Zaradi tega je tradicionalni beton zelo krhek, s slabo tlačno odpornostjo in nizko vzdržljivostjo. Tlačna odpornost je samo 20Mpa-30Mpa.
• Za izboljšanje učinkovitosti betona izhajamo predvsem iz naslednjih treh točk:
1. Čim bolj zmanjšajte vsebnost vlage v betonu.
2. Poiščite manjše in trše materiale kot agregate.
3. Zmanjšajte poroznost in zagotovite enakomernejšo porazdelitev agregatov, medijev itd.
"Redukcijsko sredstvo zmanjša vsebnost vlage"
"Ultra fin puder izboljša gostoto"
Danci so v sedemdesetih letih 20. stoletja močno izboljšali trdnost betona z dodajanjem sredstev za zmanjševanje vode in ultrafinih praškov betonu. Dodatki za zmanjševanje vode bistveno zmanjšajo vsebnost vlage v betonu. Izjemno fin prah je dodan betonskim sestavinam kot dodatek. Z zadostnim mešanjem lahko učinkovito zmanjša vrzeli med agregati, zmanjša kakovost mešanega zraka in izboljša gostoto materiala.
Beton, obdelan po zgornji metodi, se imenuje HPC (beton visoke trdnosti). Teoretično lahko tlačna odpornost HPC doseže trdnost 120MPA (zdrži 120 ton sile na kvadratni meter).
"Redukcijsko sredstvo zmanjša vsebnost vlage"
"Ultra fin puder izboljša gostoto"
Danci so v sedemdesetih letih 20. stoletja močno izboljšali trdnost betona z dodajanjem sredstev za zmanjševanje vode in ultrafinih praškov betonu. Dodatki za zmanjševanje vode bistveno zmanjšajo vsebnost vlage v betonu. Izjemno fin prah je dodan betonskim sestavinam kot dodatek. Z zadostnim mešanjem lahko učinkovito zmanjša vrzeli med agregati, zmanjša kakovost mešanega zraka in izboljša gostoto materiala.
Beton, obdelan po zgornji metodi, se imenuje HPC (beton visoke trdnosti). Teoretično lahko tlačna odpornost HPC doseže trdnost 120MPA (zdrži 120 ton sile na kvadratni meter).
"Jeklena vlakna povečujejo trdnost"
"Aktivni prah izboljša fuzijo"
Okoli devetdesetih let 20. stoletja so bili aktivni mineralni praški, kot sta silicijev dioksid in mineralni prah, uporabljeni kot dodatki betonu, ultrafina jeklena vlakna so bila uporabljena za zamenjavo tradicionalnih grobih agregatov, ultrafini aktivni praški pa so bili dodani za odpravo notranjih napak materiala. spusti na najnižjo. Jeklena vlakna imajo večjo trdnost in manjši volumen. Aktivni mineralni praški, kot sta silicijev dioksid in mineralni prah, lahko kemično dosežejo višjo stopnjo zlitja med materiali. Po dolgotrajnem vzdrževanju v okolju z visoko temperaturo in visokim pritiskom je lahko beton mikroskopsko strukturno optimalen. Tudi manjše razpoke v materialu se pod delovanjem aktivnega mineralnega prahu počasi zacelijo.
"Visokotlačno oblikovanje"
"Vzdrževanje pri visokih temperaturah"
Ker ima aktivni mineralni prah vodilno vlogo v celotnem procesu, se beton v tem trenutku imenuje RPC (Reactive Poeder Concrete) reaktivni praškasti beton. Ta vrsta betona ima lahko že ultra visoke fizikalne lastnosti in se imenuje tudi UHPC.
Na splošno lahko RPC (reaktivni praškasti beton) razdelimo na dve ravni glede na različne pogoje sušenja. Po utrjevanju približno 3 dni pri 20 stopinjah -90 stopinj lahko tlačna trdnost RPC doseže 200 MPA (sila lahko prenese 200 ton na kvadratni meter). ), se ta vrsta betona imenuje PRC200. Če je RPC oblikovan z uporabo visokega tlaka (poroznost UHPC je nižja pod visokim pritiskom) in strjen pri 250 stopinjah -400 stopinj, lahko tlačna trdnost RPC doseže 500MPA-800MPA. Ta vrsta betona se imenuje PRC800.
Med državami obstajajo velike razlike v stopnji obrtniškega znanja ter znanosti in tehnologije, velike razlike pa so tudi v standardih vrednotenja UHPC med državami. Na splošno lahko beton s tlačno trdnostjo, ki presega 150 MPA, imenujemo beton ultra visokih zmogljivosti (UHPC).
"Relativne omejitve UHPC"
Na splošno, če želi UHPC doseči relativno visoko trdnost, kot nujen pogoj zahteva določeno visokotemperaturno in visokotlačno termično utrjevanje. Po drugi strani pa se jeklena vlakna med postopkom mešanja nagibajo k aglomeraciji, kar zahteva obsežno profesionalno mešalno opremo. Te pogoje gradnje je v bistvu težko doseči za vlivanje na gradbišču. To vodi tudi do dejstva, da je večina UHPC-jev montažnih delov, ki jih je treba pripraviti vnaprej v tovarni, stroški pa bodo zelo visoki.
Nadarjeni arhitekt Rudy Ricciot1 je nekoč komentiral UHPC (Ultra High-Performance Concrete): "Ne vemo, kako daleč nas bo ta material pripeljal, vsekakor pa lahko skupaj spremenimo svet." Dejansko je moč tehnologije bolj kot most, ki oblikovalce vodi v kraljestvo ustvarjalnosti.
