超高性能混凝土(UHPC)应用技术规范
一、引言
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)是一种具有优异力学性能和耐久性的新型混凝土材料,它采用了高强度细骨料、高效减水剂、硅灰等高性能材料,通过先进的生产工艺和质量控制技术,制备出具有超高强度、高韧性、高耐久性的混凝土,UHPC 具有广泛的应用前景,可用于桥梁、高层建筑、隧道、海洋工程等领域,为了规范 UHPC 的应用技术,提高 UHPC 的工程质量和安全性,制定本技术规范。
二、术语和定义
(一)超高性能混凝土(UHPC)
由水泥、硅灰、石英粉、高效减水剂、纤维等原材料组成,具有超高强度、高韧性、高耐久性的混凝土。
(二)抗压强度
在标准养护条件下,混凝土立方体试件抗压强度的平均值。
(三)抗拉强度
在标准养护条件下,混凝土棱柱体试件抗拉强度的平均值。
(四)抗弯强度
在标准养护条件下,混凝土简支梁试件抗弯强度的平均值。
(五)弹性模量
在标准养护条件下,混凝土棱柱体试件弹性模量的平均值。
(六)收缩率
在标准养护条件下,混凝土试件在规定龄期内的收缩变形与试件初始长度之比。
(七)徐变系数
在标准养护条件下,混凝土试件在规定龄期内的徐变变形与初始弹性变形之比。
(八)抗渗性
混凝土抵抗压力水渗透的性能。
(九)抗冻性
混凝土在多次冻融循环作用下,抵抗破坏的性能。
(十)耐久性
混凝土在长期使用过程中,抵抗各种环境因素破坏的性能。
三、基本性能
(一)力学性能
UHPC 的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、弹性模量等,UHPC 的抗压强度一般在 150MPa 以上,抗拉强度一般在 20MPa 以上,抗弯强度一般在 30MPa 以上,弹性模量一般在 40GPa 以上。
(二)耐久性
UHPC 的耐久性主要包括抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性等,UHPC 的抗渗性一般在 P12 以上,抗冻性一般在 F300 以上,抗化学侵蚀性一般在 C50 以上。
(三)工作性能
UHPC 的工作性能主要包括流动性、保水性、粘聚性等,UHPC 的流动性一般在 180mm 以上,保水性一般在 90%以上,粘聚性一般在 85%以上。
四、试验方法
(一)抗压强度试验
按照《混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019)的规定进行。
(二)抗拉强度试验
按照《混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019)的规定进行。
(三)抗弯强度试验
按照《混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019)的规定进行。
(四)弹性模量试验
按照《混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019)的规定进行。
(五)收缩率试验
按照《混凝土收缩试验方法标准》(GB/T 50082-2009)的规定进行。
(六)徐变系数试验
按照《混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)的规定进行。
(七)抗渗性试验
按照《混凝土抗渗性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)的规定进行。
(八)抗冻性试验
按照《混凝土抗冻性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)的规定进行。
(九)耐久性试验
按照《混凝土耐久性试验方法标准》(GB/T 50476-2019)的规定进行。
五、设计与计算
(一)设计原则
UHPC 的设计应遵循以下原则:
1、满足工程结构的使用功能和安全性要求;
2、采用高性能材料和先进的生产工艺,确保混凝土的质量和性能;
3、考虑混凝土的工作性能和施工工艺要求,合理设计配合比和施工方案;
4、进行耐久性设计,确保混凝土在长期使用过程中的耐久性。
(二)设计参数
UHPC 的设计参数主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、弹性模量、收缩率、徐变系数等,设计参数应根据试验结果和工程经验确定,并应符合相关标准和规范的要求。
(三)设计计算
UHPC 的设计计算应采用结构力学方法和有限元分析方法,设计计算应考虑混凝土的力学性能、工作性能、耐久性等因素,并应符合相关标准和规范的要求。
六、施工技术
(一)施工准备
1、原材料准备
UHPC 的原材料应符合相关标准和规范的要求,并应进行检验和验收,原材料的储存和运输应符合相关规定,确保原材料的质量和性能。
2、施工设备准备
UHPC 的施工设备应根据工程规模和施工工艺要求进行选择和配备,施工设备应进行检验和调试,确保施工设备的性能和安全性。
3、施工场地准备
UHPC 的施工场地应平整、坚实,并应进行排水和防护处理,施工场地的布置应符合相关规定,确保施工的顺利进行。
(二)施工工艺
1、搅拌工艺
UHPC 的搅拌工艺应根据原材料的性能和施工要求进行选择和确定,搅拌工艺应保证原材料的均匀混合和混凝土的质量稳定。
2、浇筑工艺
UHPC 的浇筑工艺应根据工程结构的特点和施工要求进行选择和确定,浇筑工艺应保证混凝土的密实性和均匀性。
3、振捣工艺
UHPC 的振捣工艺应根据混凝土的性能和施工要求进行选择和确定,振捣工艺应保证混凝土的密实性和均匀性。
4、养护工艺
UHPC 的养护工艺应根据混凝土的性能和施工要求进行选择和确定,养护工艺应保证混凝土的强度和耐久性。
(三)质量控制
1、原材料质量控制
UHPC 的原材料质量应符合相关标准和规范的要求,并应进行检验和验收,原材料的储存和运输应符合相关规定,确保原材料的质量和性能。
2、施工过程质量控制
UHPC 的施工过程质量应符合相关标准和规范的要求,并应进行检验和验收,施工过程的质量控制应包括原材料的检验、搅拌工艺的控制、浇筑工艺的控制、振捣工艺的控制、养护工艺的控制等。
3、成品质量控制
UHPC 的成品质量应符合相关标准和规范的要求,并应进行检验和验收,成品质量的控制应包括外观质量的检查、尺寸偏差的检查、强度的检测等。
七、质量验收
(一)验收标准
UHPC 的质量验收应符合相关标准和规范的要求,并应根据工程结构的特点和使用要求进行确定,验收标准应包括原材料的质量、施工过程的质量、成品的质量等方面。
(二)验收程序
UHPC 的质量验收应按照以下程序进行:
1、施工单位自检
施工单位应按照验收标准对 UHPC 的质量进行自检,并应填写自检报告。
2、监理单位验收
监理单位应按照验收标准对 UHPC 的质量进行验收,并应填写验收报告。
3、建设单位验收
建设单位应按照验收标准对 UHPC 的质量进行验收,并应填写验收报告。
4、质量监督部门监督
质量监督部门应按照相关规定对 UHPC 的质量进行监督,并应填写监督报告。
八、安全环保措施
(一)安全措施
1、施工人员应穿戴好个人防护用品,如安全帽、安全带、安全鞋等。
2、施工设备应进行定期检查和维护,确保设备的安全性。
3、施工现场应设置警示标志和安全防护设施,如围栏、警示灯等。
4、施工现场应保持整洁,材料和设备应堆放整齐。
(二)环保措施
1、施工现场应设置污水处理设施,对施工废水进行处理。
2、施工现场应设置垃圾收集设施,对施工垃圾进行收集和处理。
3、施工现场应采用环保型材料和设备,减少对环境的污染。
4、施工现场应加强环境保护宣传和教育,提高施工人员的环保意识。
九、结论
UHPC 是一种具有优异力学性能和耐久性的新型混凝土材料,它具有广泛的应用前景,为了规范 UHPC 的应用技术,提高 UHPC 的工程质量和安全性,制定本技术规范,本技术规范规定了 UHPC 的术语和定义、基本性能、试验方法、设计与计算、施工技术、质量验收、安全环保措施等方面的内容,本技术规范适用于桥梁、高层建筑、隧道、海洋工程等领域的 UHPC 应用工程。
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