钢-混凝土复合的新模式——超高性能混凝土(UHPC/UHPFRC)之一:钢-混凝土复合模式的现状、问题及对策与UHPC发展历程

摘要

超高性能混凝土不同于传统的高强混凝土和钢纤维混凝土,也不是传统意义"高性能混凝土"的高强化,而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。其真正的价值体现在与钢纤维之间的高粘结强度,能够充分发挥与利用钢纤维抗拉强度而实现混凝土高抗拉强度、高韧性和应变硬化行为,从而发展出全面力学性能优良的超高性能(纤维增强)混凝土(UHPC/UHPFRC),形成混凝土、钢纤维、钢筋更加协调的钢-混凝土复合的新模式。UHPC可大幅度提高钢在混凝土中的强度利用效率,实现混凝土结构的轻质高强和高韧性。在无裂缝状态,UHPC的气体、液体渗透性非常低;在高应变和微裂缝状态下,UHPC的渗透性也能够保持在较低水平,而微裂缝还具备良好的自愈合能力,因此UHPC结构拥有高耐久性的潜力,已得到迄今15年恶劣环境暴露试验的证实,还在进行更长期的深入考察和研究。实践表明,UHPC对水泥利用效率高,属于节能、节材、低碳的工程材料。经过35年的研究与发展,UHPC已经在许多制品、结构物维修加固和新建工程结构上得到应用,效果良好。预期随着UHPC本构关系的建立、设计方法和规范的发展、完善,生产施工技术进步和规模化应用而逐步降低施工与材料成本,UHPC的价值会在某些应用上凸显出来,有着较大的发展潜力和进步空间。