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超高性能混凝土(UHPC)研究综述.ppt

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超高性能混凝土(UHPC) -研究综述,主讲人: 金凌志2016.4,课程性质和地位,性质:超高性能混凝土(Uitra high Perforance Concrte)结构研究与应用是一门研究型选修课。 地位:是一门提高本科生专业素养,扩展国际视野,培养科研能力的拓展课程,也是给准备考研的同学提供超前学习机会的课程。 前期基础课程:混凝土结构设计原理及混凝土结构、房屋建筑学、土木工程材料、材料力学、理论力学、结构力学等。,课程学习目的,1 了解国家高性能混凝土材料研究前沿,顺应时代新能源新材料的需求。 2 指导学生本科阶段研究学习,培养学生对科协研究的兴趣,培养科学思维,为未来的深造和就业做准备。 3 以为UHPC为载体,了解科学研究工作需要做哪些准备?研究什么内容?其过程如何? 4 学会查找参考文献,熟悉论文写作。,课程学习要求,1 实践为主,积极参与研究生的RPC梁抗剪结构试验,学习试验方法,了解试验过程,有时间尽量多可能积极参与试验。 2 对UHPC的(RPC)相关内容要多看资料,及时做笔记,掌握材料配比,熟悉试验参数,观察试验现象,分析试验结果。 3 通过学习和参与试验,完成一篇3000字的试验报告,或者写作一篇科研论文。,课程主要内容,混凝土:由胶凝材料(水泥、细 骨料(砂)、粗骨料(石 子)、溶剂(水)以及必要 时掺入的化学外加剂组成, 经过胶凝材料凝结硬化后, 形成具有一定强度和耐久性 的人造石材。 优点:相对于其他材料,混凝土 生产能耗低、原料来源广、工 艺简便、成本低廉且具有耐久、 防火、适应性强、应用方便等 特点。,,混凝土介绍,缺点自重大、脆性大和强度(尤其是抗拉强度)低,使用范围狭窄;对于低强度的混凝土,在满足相同功能时用量较大,不符合国家节约、降耗要求。,0引言,,1,,2,,0引言,高强混凝土的发展,8)20世纪90年,法国Bouygues在DSP、MDF及钢纤维混凝土研究基础上,研发出RPC。,,7,,8,,高性能混凝土的发展,0引言,1、美国国家科学基金会于1989年投资建立了一个“高 级水泥基材料科技中心”,美国联邦公路局以RPC 为 研究对象,对UHPC 开展了系统的研究,进行了1000 多个试件的测试,研究内容包括配制技术、强度、耐久 性和长期性能等力学性能。,2、法国土木工程学会在大量研究的基础上,于2002 年制订了超高性能纤维混凝土的指南(初稿)。,高强混凝土各国研究进展,0引言,3、日本土木工程协会也于2004 年制订了相应的设计 施工指南(初稿),并于2006年出版了英文版本。,高强混凝土各国研究进展,5、我国从20世纪90年代开始了UHPC的研究,取得了 系列研究成果,国家标准《活性粉末混凝土》已于 2015年2月出版。,,4、韩国提出了一个超级桥梁的计划,希望通过应用UPHC建造桥梁,减少20%的工程造价,在10年内节省20亿美元的投资,减少44%二氧化碳的排放量和减少20%的养护费用。,高性能混凝土会议,1、2004年9月在德国的卡塞尔举行的UHPC 国际会议上,与会专家认为UHPC虽然被命名为混凝土材料,但是却可以认为是一种新型材料,是新一代水泥基建筑材料。,0引言,2、2009年在法国马赛举行的超高性能纤维增强混凝土国际会议上,与会专家认UHPFRC低碳环保且性能优异,可以用来建造低碳混凝土结构,在未来必将得到大力发展。,高性能混凝土运用情况,UHPC运用情况,UHPC运用不理想的原因,0引言,尽管UHPC 自出现以来,不断被应用于桥梁、建筑、核电、市政、海洋等工程之中,然而应用发展远低于预期。以应用最多的桥梁为例,自1997 年第一座UHPC桥加拿大魁北克省Sherbrooke的RPC桥建成以来,十几年间全世界也仅建成30余座,且以中小跨径与人行桥为主。在中国,UHPC 实际工程应用也极少,以桥梁为例,仅在铁路上有1座梁桥的应用,目前1 座公路梁桥正在建设之中。,一方面,有关UHPC 的研究主要集中在发达国家,而这些国家已完成大规模的基础设施建设,推动其研究与应用的市场动力不足;另一方面,发展中国家虽然有较大的基础设施建设的需求,但是基础研究不足和UHPC 价格较高,影响了其在工程中的应用。,高性能混凝土运用情况,0引言,我国研究高性能混凝土的意义: 1)在今后相当长一段时间内,中国仍处于大建设时期,随着对节能减排、可持续发展要求的不断提高,对混凝土性能的要求也将越来越高。 2)高性能混凝土推广应用是强化节能减排、防治大气污染的有效途径,能提高建筑质量,延长建筑物寿命,提升防灾减灾能力,有利于推动水泥工业结构调整。 3)为中国UHPC 技术、混凝土材料与工程结构走在世界前列做出积极的贡献。,1 UHPC制备基本原理与技术指标,减小 孔隙率,优化孔结构,提高密实度,掺入
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