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※UHPC超高性能混凝土的特点有哪些

来源:本站作者:admin时间:2024-01-12


这种"智能混凝土"又名"超高性能混凝土"(UHPC),它比其它形式的混凝土能抵抗更大的压迫,也比传统混凝土更柔韧和耐用。由于身处地震带,因此伊朗工程师们研发出了一些世界上强度最高的建筑材料。这些建材可以用来保护秘密核设施抵御碉堡克星炸弹的攻击,这种炸弹的威力相当于小型地震。

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美国认为现有的穿地炸弹无力对付伊朗的地底核设施,其中一个原因固然是伊朗在深入地底近百米之处兴建设施,另一个原因是伊朗近年大力发展超级混凝土,能大大削弱美国穿地炸弹的威胁。"环球安全"网站的资料显示,穿地炸弹能穿透5000psi的混凝土达60米深,但当混凝土的抗压强度达1万psi时,穿地炸弹只能钻地8米。令美国忧虑的是,伊朗德黑兰大学已能制出强度达5万至6万psi的"超级混凝土",比抗压强度达3万psi的全球最坚固岩石花岗石更稳固。

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UHPC的基本原料和普通的混凝土一样,都是沙子和水泥。但UHPC中还配有石英砂及各种加固材料和纤维。这种石英砂不同于其他大量混有沙子的石英砂,纯度高达100%。根据这个特点,伊朗的土木工程师把UHPC应用到从修建水坝到铺设污水管的各各领域,并且不断地完善其应用技术。哈马丹布-阿里大学的穆哈穆德·尼力教授(Mahmoud Nili)在UHPC中配入了聚丙烯纤维石英粉,使其韧性大大提高,抗爆能力比普通混凝土高出数倍。卢合拉·阿里扎德的改进更加完善。

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使用纳米粒子可以改变混凝土内部结构。萨韦省伊斯兰阿萨德大学阿里·纳扎里教授及其同事发表了多篇论文,研究使用各种氧化金属纳米粒子改变混凝土内部结构的方法。他们使用过氧化铁,氧化铝,氧化锆,氧化钛及氧化铜。材料经过纳米粒子处理后会呈现出极佳的属性。尽管只有几件小样品呈现出了这种属性,但至少证明了这个方法这是可行的。使用这样的纳米粒子,有望制造出比拉法基混凝土强度高出四倍的混凝土。

这一切看起来都很美好,使用UHPC可以造福人民,建造出更安全的堤坝和更密实的下水系统。但是UHPC在军事方面的应用更令某些人神往---更多的人对此感到的是担忧。2008年,德黑兰大学发表了一份研究报告,研究的是UHPC抵御钢弹冲击的能力。一般情况下,这些在地震时都不是问题。研究发现,加有大量长钢质纤维的混凝土性能最佳。早在1995年,也有一份研究报告发表,报告表明在混凝土中加入聚合物纤维,虽然只能略微提高其抗压强度,但抗冲击性却提高了七倍。

应用

"智能"混凝土,学名叫"机制砂自密实混凝土"。

利用机制砂配制自密实混凝土,必须根据机制砂的颗粒特征采取相应的技术措施,才能配制出满足工作性能要求的自密实混凝土,具有高流动性和良好的抗离析泌水能力,能够仅依靠自身重力而无需施加振捣就能均匀密实填充成型,能够很好满足现代结构复杂和配筋密集的工程混凝土成型要求。

这种混凝土的"智能"之处,就是能够自己流动均匀地填密。 以前用混凝土铺路面,要用滚筒等工具振动混凝土,以便混凝土密实,但是如果是振漏了或者振过了,就会出现空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷,如果桥墩支架有空洞那问题就严重了。尤其是在钢构混凝土桥梁使用中,管状的钢构件里不可能振荡混凝土,因此如果在里面形成空洞,使用"智能"混凝土,它会沿着管道自己均匀分布 。


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