超高性能混凝土在加固工程中的应用

超高性能混凝土及其在工程结构加固中的应用,湖南大学黄政宇教授,超高性能混凝土,超高性能混凝土的定义：是指一类性能高于一般高性能混凝土的新型混凝土。超高性能混凝土的组成特点：高强度水泥超细掺合料高性能外加剂优质骨料纤维,超高性能混凝土的种类：无宏观缺陷水泥（Macro-defectFree,MDF)注浆纤维混凝土(Slurryinfiltratedfiberconcrete,SIFCON)密实配筋复合材料（Compactreinforcedcomposite,CRC)活性粉末混凝土（Reactivepowderconcrete,RPC)工程胶凝复合材料（EngineeredCementitiousComposites，ECC)均布超细致密体系（DensifiedSystemscontaininghomogeneouslyarrangedultra-fineParticles，DSP)超高性能纤维增强混凝土(Ultra-HighPerformanceFiberReinforcedConcrete,UPFRC),密实配筋复合材料,密实配筋复合材料(CRC)：是一种通过在超高强度混凝土（砂浆）中加入大量的高强、高刚度的短纤维（3%6%）得到高韧性，并密集配筋的钢筋钢纤维混凝土具有良好的和易性、超高的强度、优良的韧性、优秀的耐久性和良好的耐火性,密实配筋复合材料的基本原理,CRC的基体为钢纤维超高强混凝土。混凝土的配筋密集，钢筋间距为10-12mm左右。受拉钢筋采用高强预应力筋（1700MPa)钢筋保护层厚度一般为10mm图中梁的高度为100mm，梁宽为155mm,密实配筋复合材料(CRC)的力学性能,抗压强度：140-400MPa抗弯强度：30-200MPa弹性模量：40-80GPa表观密度：2600-3000kg/m3,密实配筋复合材料(CRC)的韧性,含钢纤维的CRC（梁、板、柱、节点）具有很高的韧性上图中红线为无纤维的梁的荷载挠度线、蓝线为含6%纤维的荷载挠度线.其耗能为无纤维的梁100倍下图为一跨度为2m的梁弯曲试验，跨中挠度为70mm，弯曲应力为320MPa.,密实配筋复合材料(CRC)的和易性,在低水灰比（0.150.2）下,具有良好的流动性及粘聚性上图为纤维含量为6%的混凝土的坍落度试验下图为纤维含量为3%的混凝土的坍落度试验,密实配筋复合材料(CRC)的耐久性,CRC基体的孔隙率只有1.54%,其中，约1.4%为毛细孔，因而，没有抗冻性问题，碳化也极慢.氯离子腐蚀试验也表明，CRC在严酷的条件下也表现出优秀的耐久性能,密实配筋复合材料(CRC)的应用,活性粉末混凝土,活性粉末混凝土：是一种高强度、高延性的高性能纤维增强水泥复合材料，又称活性微粉混凝土，它由水泥、石英砂、石英粉、硅灰、细钢纤维、高效减水剂和水组成，各种粉体的用量通过最紧密堆积理论确定,活性粉末混凝土的配制原理：为提高水泥基材料的均质，它不含粗骨料，最大集料粒径为600m；为达到高密实度，所采用粉体粒径按最紧密堆积原理最佳化，颗粒为间断级配；为改善为孔隙结构在成型后进行热养护；为提水泥基材料的韧性，引入钢纤维;为便于使用尽可能保持搅拌和浇筑与现有工艺一致；,工程胶凝复合材料,工程胶凝复合材料（ECC):是一种按微观机理设计的超高韧性的短纤维增强砂浆基体的复合材料其最显著的特点是具有拉伸应变硬化特性，极限拉伸应变达到37%，而纤维掺量仅为2%,ECC力学性能的主要特点,高拉伸应变率：,ECC的制备原理（适当的纤维粘结强度）,纤维粘结强度与极限拉应变的关系,ECC的配合比和物理力学性能,ECC与纤维混凝土的配合比比较ECC与纤维混凝土的物理力学性能,工程胶凝复合材料的应用：桥面板结构的抗震加固结构构件的加固抗震结构的节点,桥面连接板,桥面板,混凝土结构修补,超高性能纤维增强混凝土,超高性能纤维增强混凝土(UPFRC):是一种在超高性能混凝土掺入不同