, Když normální ready-mix betonu je největší agregáty ve směsi se může pohybovat v rozmezí od 1-1/2 palce na 3/8ths palce v velikost tlakové síly, které mohou být jak vysoce jak 10 000 psi. Dobré směsi jsou „dobře odstupňovány“, což znamená, že mezery mezi největšími agregáty jsou vyplněny menšími agregáty atd. Ultravysoký beton (UHPC) je takový, kromě toho, že vyplňování dutin mezi agregáty se označuje jako „balení částic.“Srí Sritharan, Wilkinson Předseda Interdisciplinární Inženýrství na Iowa State University Katedra Občanské, Stavby a Inženýrství Životního prostředí, Ames, Iowa, dodává, že velikosti částic pro UHPC jsou stále velmi malé, aby vytvořit více husté matice, největší velikost nepřesahující 600 mikronů (o velikosti pokud zrnka křemičitého písku). To pomáhá zvýšit standardní pevnost v tlaku těchto směsí nad 22 000 psi.
na začátku se to nazývalo reaktivní práškový beton (RPG), ale to se změnilo v polovině devadesátých let, kdy se stalo známým jako UHPC. Výzkum tohoto produktu vznikl v Dánsku již v roce 1964 jako součást jejich úsilí o vývoj betonových směsí s vyšší pevností. Jejich výzkum se zaměřil na velmi husté částice balené směsi s nízkou voda/cement poměry a v roce 1970 je rozvoj superplastifikátory (Vysoký Rozsah Vody Redukce z HRWR) dále přispěli k dosažení nízké vody/cementu poměry. Dominique Corvez, Viceprezident a vedoucí Duktální Severní Americe pro Lafarge, která má sídlo v USA v Chicagu, Illinois, říká, že se začal dívat na tuto technologii i ve Francii. Dodavatelé s tím nejprve experimentovali, ale LaFarge, jeden z největších světových výrobců cementu, vyvinul produkt UHPC, který nazvali „Duktal“, a dodnes se používá. Na začátku byla každá šarže vyrobena od nuly, ale dnes existuje několik komerčních výrobců balených suchých směsí. LaFarge Holcim je jedním z největších výrobců tohoto.
výhody UHPC
pevnost v tlaku je nejuznávanějším způsobem charakterizace UHPC. Jak již bylo uvedeno, tlakové síly se očekává, že budou v 22.000 30.000 psi rozsahu, který má být považován za UHPC ale výzkumy z vyléčit UHPC za vysokého tlaku a tepla se vyrábí tlakové síly stejně vysoká jako 116,000 psi k dnešnímu dni. Existují však i další jedinečné výhody.
- Vysoký modul pružnosti (MOE) což může být v 7,500 ksi rozpětí
- Vysoká pevnost v tahu ve srovnání s normální beton
- UHPC má vysokou pevnost vazby na ocelové výztuže, a to může snížit velikost konkrétní umístění potřebné k pouto betonové prvky dohromady
- má vynikající odolnost proti zmrazení-tání, jízda na kole bez nutnosti vzduchu, provzdušňovací přísady
- Strukturální prvky mohou být menší a lehčí ve srovnání s těmi, vyrobený s normální beton
- Mohou architekti navrhnout tenčí betonových prvků, zlepšení architektonického vzhledu jejich práce
- To je velmi hustý materiál s kapilární póry odstraněny, takže je odolný vůči vodě a soli penetrace bez utěsnění povrchu
- Že má velmi nízké smrštění a může být použit jako non-shrink grout
- To věrně přenáší i ty nejjemnější úlevu od čelní plochy, což má za následek více ideální architektonické betonové kusy
Ingredience cílem pro UHPC je produkovat velmi hustý nepropustný beton částic balení—aranžování velikosti částic ve směsi, takže tam je minimální prázdný prostor mezi částicemi – v prostředí s velmi nízkým poměrem w/c. Podobně jako self-konsolidace betonu (SCC), uhpc tekutost se měří v „spread“ spíše než palce propadu. Průměry šíření 12-20 palců jsou běžné, což usnadňuje umístění a konsolidaci, což má za následek velmi vysokou pevnost a dobrou odolnost proti poškození životního prostředí.
existuje mnoho různých návrhů směsí pro UHPC, ale budou používat některé nebo všechny níže uvedené složky:
- Cement. Portlandský cement s trochu delším hydratačním procesem je upřednostňován
- mletý vápenec. Používá se jako jemný agregát
- Písek. Největší agregát v mixu.
- křemenný prášek. Velmi jemně mletý oxid křemičitý, který se používá k zajištění životně důležitých velikostí částic
- popílku. Doplňkový cementový materiál (SEM), který také pomáhá s procesem balení částic
- oxid křemičitý. SEM s velikostí částic pouhých 1 mikron, který pomáhá zhutnit směs.
- příměsi. Polykarboxylátu superplastifikátory (Vysoký Rozsah Vody Reduktory), které jsou využívány na pomoc při míchání a uvádění proces a dělat velmi nízký w/c poměry je to možné
- Vlákna. V uhpc směsích se používá řada vláken. Patří mezi ně; ocel, skleněné vlákno, Poly vinylacetát (PVA), polypropylen a další. Množství každého závisí na použitém materiálu, ale ocelová vlákna se obvykle dávkují 2% až 3% objemových směsi. To odpovídá 0, 5 až 0, 8 kubických stop vlákna a vlákna jsou velmi tenká, obvykle o průměru 0, 2 milimetru.
- voda. Nízké množství vody, přibližně 0.2 voda/cement poměr, snižuje smršťování a zvyšuje pevnost betonu
Míchání UHPC
Vzhledem k jemnosti materiálu a velmi nízký w/c poměr míchání směsi UHPC vyžaduje speciální vybavení. Sritharan říká, že většina UHPC je smíšené na stavbách s high-shear pánve, mixéry, ale říká, že byl na místech, kde speciální ready-mix kamiony byly použity. Míchání UHPC od nuly vyžaduje proces míchání, který správně distribuuje všechny jemné práškové materiály dohromady. Výsledkem je, že většina stavebních aplikací UHPC dnes používá předem balené produkty. Z tohoto a dalších důvodů méně než 1-1 / 2 krychlových yardů se obvykle smísí najednou.
Tepelné vytvrzování
Sritharan říká, že podrobení UHPC na páru vytvrzování s teplotami v 194ºF rozsah vyvíjí vysokou počáteční pevností. Vytvrzování parou po dobu 48 hodin umožňuje UHPC rychle dosáhnout své plné pevnosti a když je zaveden vysoký tlak se zvýšenými teplotami páry, je možné ještě více zvýšit pevnost.
staveništi aplikací
UHPC je nákladné, aby se—mnohem vyšší, než standardní betonové směsi a možná to je důvodem jeho přijetí byl pomalý. Ale když jsou všechny výhody považovány za to může být nákladově efektivní. V USA je Infrastructure a mostní konstrukce v současné době největším uživatelem UHPC, většinou pro spojení prefabrikovaných mostních prvků dohromady. Je obvyklé poskytovat 18 palcové překrývání výztužných tyčí pro správné ukotvení, ale instalace UHPC vyžadují pouze 9 palců kvůli své vynikající pevnosti vazby. Výsledkem je, že betonové metráže pro tyto spojovací prostory jsou mnohem menší a je zde větší odolnost vůči okolním podmínkám.
Sritharan říká, že Ministerstvo dopravy v Iowě také zkoumá použití UHPC jako překryvného materiálu pro mostové paluby. 1 až 1-1/2 palce tlustý překrytí může poskytnout dokonalou ochranu pro mostovky, jak oni nejsou ovlivněny soli, jiné rozmrazovací sloučeniny nebo zmrazovacích cyklů.
Tenké Architektonické UHPC Kompozitní Panely
Kevin Gannon, RA, Ředitel Vývoje Programu pro Taktl LLC se nachází v Turtle Creek v Pennsylvanii, říká jeden z jejich největších problémů je rozlišování Architektonické UHPC (UHPC) ze civilní inženýrství ready mix produktů a také Taktl výrobky z Sprej v PROSTOROVÉ nebo extrudovaný SKLOCEMENTOVÉ produkty. A / UHPC používá pouze nekovová výztužná vlákna a často zahrnuje kontinuální síť. Protože hubenost UHPC panely, mix design, a metody výroby prospěch pevnost v ohybu než pevnost v tlaku, při zachování všech trvanlivost faktory očekává, že s UHPC. S největším zdrojem pro referenční standardy materiálu UHPC je Federální správa silnic, architekti jsou povinni mít problémy se specifikacemi. Taktl učinil velký pokrok, pokud jde o stanovení referenčních standardů a kritérií pro architektonické aplikace fasád UHPC. Zaměřují své technické zdroje prodeje a řízení projektů na vzdělávání návrhářů a podporu dodavatelů.. „Jakmile produkt použijí, snadno ho specifikují na jiných projektech,“ dodává.
Taktl se původně zaměřil na komplexní vstřikované odlitky UHPC říká Jason Flannery, ředitel společnosti Design. Byl to růst jejich kovového venkovního příslušenství a vybavení. Začali se dívat na beton kvůli tomu, jak by mohl být tvarován pro fasády. Říká, že začali vyrábět fasádní panely UHPC v roce 2010, což v USA nikdo jiný nedělal. Strávili tři roky výzkumem a vývojem zařízení. „Jsme se rozhodli vyvinout novou společnost vertikálně—do každé fáze práce v domě z formy vývoj a konstrukce na inovace kontinuální semi-automatické lití proces,“ říká. Dnes je jejich jedinou činností uhpc architektonický beton a mají pod střechou 200 000 čtverečních stop se 150 zaměstnanci. V loňském roce vyrobili 1.5 milionů čtverečních stop fasádního pláště, včetně nemocnice, muzea, univerzitní budovy a smíšené využití high-vzestup budovy – buď pole nastavit v opláštění rainscreen sestavy, nebo integrované do unitized fasádních systémů.
Dr. George Quercia, ředitel výzkumu společnosti Taktl, říká, že vyrábějí závěsné panely UHPC, které jsou tlusté pouze 5/8 palce. V této tloušťce jsou dvě vrstvy síťoviny a výztuže ze skleněných vláken. Typický panel velikosti 4 x 10 metrů, ale mohou obsadit až 5 x 12 velikostí a místo toho tvoří každý panel se cast davek a čalounění je, aby velikost s betonové pily. Tyto panely mohou nahradit 6-palcový tlustý normální beton Opláštění prefabrikované panely. Tenké panely výrazně snižují náklady na dopravu a ekonomicky prodlužují vzdálenost od stavebních projektů.
Tam je další výhodou architektonické odlévání s UHPC—jemně detailní formy jsou povrchy věrně převedeny na casting vzhledem k velmi malé agregáty a vložit strukturu směsi. To umožňuje vytvářet stále podrobnější povrchy forem, aby bylo dosaženo úžasnějšího vzhledu.
hodnota UHPC
ačkoli je považován za nový druh betonu a nemá mnoho uznání názvu, UHPC má mnoho výhod. Jeho velká síla znamená, že k dosažení toho, co dělá běžný beton, je zapotřebí méně materiálu. To se může promítnout do inženýrských lehčích konstrukcí počínaje jejich patkami. Voda a okolní podmínky, které zkracují životnost jiných typů betonu, mají malý vliv na UHPC kvůli jeho nepropustné povaze a poskytují mnohem delší nedotčenou životnost. Nálepka šok může způsobit, že to nedáte na druhou myšlenku, ale to by byla chyba. Když se vezme v úvahu vše, strategické využití UHPC by se mohlo ukázat jako výhodná koupě.
