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UHPC有多強？

由于UHPC是一種超高性能的混凝土，它能達到多高？從混凝土的主要抗壓性能來看，普通混凝土的抗壓強度幾乎為15mpa-30mpa（每平方米20-30噸），而我們日常生活中硬度高的生鐵一般為200mpa（每平方米200噸），據(jù)說UHPC的抗壓強度可達810mpa（每平方米810噸）?？梢哉f，普通混凝土在UHPC面前是五渣。

齊天大圣孫悟空的如意金箍棒變化無窮，具有通天徹地的能力。如意金箍棒不重達13500斤(約6.75噸)。強的UHPC很容易在一平方米上放一百根定海針。

超高混凝土(UHPC)的高不僅僅是單一的抗壓能力。

UHPC的“三高”

超高性能混凝土主要稱為三高：強度高、耐久性高、工作性高。

『強度高』

上面提到UHPC的抗壓強度可以達到810Mpa，因為每個**的工藝水平差別很大，UHPC的抗壓強度也要求達到150mpa以上，抗剪力達到25mpa以上，隔熱性高，防水性高，質地細膩，基本可以隔離所有有害介質?？梢哉f是擎天白玉柱，架海紫金梁，扛起一片天空。

高耐久性

傳統(tǒng)混凝土不可避免地有很多縫隙。在高溫或低溫、連續(xù)雨或陽光明媚的情況下，縫隙會進一步放大，使用壽命低，而UHPC本身基本沒有縫隙。即使受外力影響，UHPC也有神奇的自愈能力。

UHPC早應用于橋梁工，以減輕結構自重，提高結構的使用壽命和耐久性。使用壽命可達100年以上。

▲Detovice河畔的橋梁，捷克。

高工作性

與傳統(tǒng)混凝土厚、笨、厚、重的特點不同，UHPC依靠其強大的物理特性，可以使結構極輕，具有強烈的視覺美感。設計師可以在其**性能的幫助下實現(xiàn)無拘無束的想象力。

UHPC密度高，表面光潔度高，質地細膩，溫潤如玉。普通混凝土在UHPC面前**粗糙。不僅如此，超低的孔隙率也使UHPC不易被污染，清潔和維護工作也很容易做到。

▲Uluru混凝土模塊座椅/Shirostudio。

為什么UHPC這么強？

傳統(tǒng)混凝土一般由水泥、摻合料、砂石、水等成分按一定比例制備，攪拌養(yǎng)護后形成以骨料（砂石）和水泥漿為主的水泥基復合材料。但傳統(tǒng)混凝土骨料與水泥漿在物理力學性能上存在較大差異，主要受以下三個方面的限制：

首先，水泥漿在高溫或低溫熱脹冷縮的作用下，骨料與水泥漿之間自然會有縫隙。

其次，以砂石為主的骨料硬度低，體積大。在外力的作用下，縫隙會進一步擴大。一般來說，骨料體積越大，裂縫越大。

第三，傳統(tǒng)混凝土攪拌過程粗糙，使水泥漿中支撐骨料分布不均勻，孔隙率高，大大降低了混凝土的抗壓能力。

▲混凝土配料及混凝土澆筑。

傳統(tǒng)混凝土脆性大，抗壓能力差，耐久性低?？箟耗芰χ挥?0mpa-30mpa。

提高混凝土性能主要從以下三點入手：

1.盡量減少混凝土中的水分含量。

2尋找體積較小、硬度較高的物質作為骨料。

3降低孔隙率，使骨料、介質等部位更加均勻。

減水劑降

超細粉末提高密實度

20世紀70年代，丹麥人通過在混凝土中添加減水劑和超細粉末來大大提高混凝土的強度。減水劑大大降低了混凝土中的含水量。超細粉末作為混凝土成分的混合物，通過充分攪拌**減少骨料之間的間隙，限度地降低混合空氣的質量，提高材料的密度。

通過上述方法處理的混凝土稱為HPC（高強度混凝土）。理論上，HPC的抗壓能力可以達到120MPA的強度（每平方米20噸）。

鋼纖維增強

活性粉末提高融合度

20世紀90年代左右，人們將硅灰、礦粉等活性礦物粉末作為混凝土的混合物，用超細鋼纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粗骨料，與超細活性粉末混合，盡量減少材料的內部缺陷。鋼纖維強度較高，體積較小，硅灰、礦粉等活性礦物粉末在化學意義上可以提高材料之間的融合度，經(jīng)過高溫高壓環(huán)境下的**維護，使混凝土在微觀結構中達到水平。即使材料有細微的裂縫，在活性礦物粉末的作用下也能自愈。

▲混凝土中的超細鋼纖維。

高壓成型

高溫養(yǎng)護

由于活性礦物粉末在整個過程中起著主導作用，此時的混凝土被稱為RPC(ReactivePoederConcrete)活性粉末混凝土，已經(jīng)能夠具有超高的物理性能，并開始被稱為UHPC。

RPC(活性粉末混凝土)一般根據(jù)不同的養(yǎng)護條件可分為兩個等級，在20℃-90℃養(yǎng)護3天左右，RPC的抗壓強度可達200MPA(每平方米可受力200噸)左右，這種混凝土稱為PRC200。如果RPC在250℃-400℃的條件下進行養(yǎng)護，RPC的抗壓強度可達500MPA-800MPA，這種混凝土稱為PRC800。