Ultrahøj Ydelsesbeton

når normal færdigblandet beton fremstilles, kan de største aggregater i blandingen variere fra 1-1/2 tommer ned til 3/8ths af en tomme i størrelse med trykstyrker, der kan være så høje som 10.000 psi. Gode blandinger er” godt klassificeret”, hvilket betyder, at hulrummet mellem de største aggregater er fyldt med mindre aggregater og så videre ned ad linjen, indtil der er mindst mulig tomrum. Ultrahøj Ydelsesbeton (UHPC) er sådan, bortset fra at fyldning af hulrum mellem aggregater kaldes “partikelpakning.”Sri Sritharan tilføjer, at partikelstørrelser til UHPC holdes meget små for at skabe en mere tæt matrice, den største størrelse ikke overstiger 600 mikron (ca.størrelsen, hvis et korn af silicasand). Dette hjælper med at øge standardtrykstyrken for disse blandinger på over 22.000 psi.

i begyndelsen blev det kaldt reaktiv Pulverbeton (RPG), men det ændrede sig i midten af halvfemserne, da det blev kendt som UHPC. Forskning på dette produkt opstod i Danmark så langt tilbage som 1964 som en del af deres indsats for at udvikle betonblandinger med højere styrke. Deres forskning fokuserede på meget tætte partikelpakkede blandinger med lave vand/cementforhold, og i 1970 ‘ erne bidrog udviklingen af superplastisatorer (Vandreduktionsmidler med høj rækkevidde) yderligere til at opnå lave vand/cementforhold. Vice President og leder af Ductal Nordamerika for Lafarge, hvis hovedkvarter i USA er i Chicago, Illinois, siger, at de begyndte at se på denne teknologi også i Frankrig. Entreprenører eksperimenterede med det først, men LaFarge, en af verdens største cementproducenter, udviklede et UHPC-produkt, de kaldte “Ductal”, og det er stadig i brug i dag. I begyndelsen blev hver batch lavet fra bunden, men i dag er der flere kommercielle producenter af emballerede tørre blandinger. LaFarge Holcim er en af de største producenter af dette.

fordele ved UHPC

trykstyrke er den mest anerkendte måde at karakterisere UHPC på. Som tidligere nævnt forventes kompressionsstyrker at være i området 22.000 til 30.000 psi, der skal betragtes som UHPC, men forskningsundersøgelser af hærdet UHPC under højt tryk og varme har produceret kompressionsstyrker så højt som 116.000 psi til dato. Men der er også andre unikke fordele.

• høj elasticitetsmodul (MOE), som kan være i området 7.500 ksi
• høj trækstyrke sammenlignet med normal beton
• UHPC har høj bindingsstyrke til stålarmering, og dette kan reducere størrelsen på en betonplacering, der er nødvendig for at binde betonelementer sammen
• det har fremragende modstandsdygtighed over for fryse-tø-cykling uden behov for luftindblandinger
• strukturelle elementer kan være mindre og mere lette sammenlignet med dem, der er lavet med normal beton
• arkitekter kan designe tyndere betonelementer, forbedring af det arkitektoniske udseende af deres arbejde
• det er et meget tæt materiale med kapillære porer elimineret, hvilket gør det uigennemtrængeligt for vand-og saltindtrængning uden at forsegle overfladen
• det har meget lav krympning og kan bruges som en ikke—krympende fugemasse
• det overfører trofast selv den fineste lettelse fra støbte overflader, hvilket resulterer i mere ideelle arkitektoniske betonstykker

ingredienser målet for UHPC er at producere meget tæt uigennemtrængelig beton ved partikelpakning-arrangere partikelstørrelser i blandingen, så der er minimal tomrumsplads mellem partikler – i et meget lavt vægt/C-forhold miljø. I lighed med selvkonsoliderende beton (SCC) måles UHPC-flydeevne i “spredning” snarere end inches af nedgang. Spredediametre på 12-20 tommer er almindelige, hvilket gør det let at placere og konsolidere, hvilket resulterer i meget høj styrke og god modstandsdygtighed over for miljøskader.

der er mange forskellige blandingsdesign til UHPC, men de vil bruge nogle eller alle ingredienserne nedenfor:

• Cement. Portlandcement med lidt længere hydratiseringsproces foretrækkes
• jordkalksten. Anvendes som et fint aggregat
• Sand. Den største størrelse aggregat i blandingen.
• Kvartspulver. Meget finmalet silica, der bruges til at tilvejebringe vitale partikelstørrelser
• FLYVEASKE. Et supplerende cementmateriale (SEM), der også hjælper med partikelpakningsprocessen
• Silica-røg. En SEM med partikelstørrelser så lidt som 1 mikron for at hjælpe med at fortætte blandingen.
• blandinger. Polycarboksylat superplastisatorer (høj rækkevidde Vandreduktionsapparater), som anvendes til at bistå i blanding og anbringelse proces og gør meget lave vægt/C forhold mulige
• fibre. En række fibre anvendes i UHPC-blandinger. De omfatter; stål, glasfiber, Poly vinylacetat (PVA), polypropylen og andre. Mængden af hver afhænger af det anvendte materiale, men stålfibre doseres typisk 2% til 3 volumenprocent af blandingen. Dette svarer til 0,5 til 0,8 kubikfod fiber, og fibrene er meget tynde, normalt 0,2 millimeter i diameter.
• vand. Den lave mængde vand, ca. en 0.2 vand/cement-forhold, reducerer krympning og øger styrken af betonen

blanding af UHPC

på grund af materialernes finhed og det meget lave vægt/C-forhold blanding af UHPC-blandinger kræver specielt udstyr. Sritharan siger, at de fleste UHPC er blandet på byggepladser med højforskydningsblandere, men han siger, at han har været på steder, hvor der blev brugt specielle færdigblandede lastbiler. Blanding af UHPC fra bunden kræver en involveret blandingsproces for korrekt distribution af alle de fine pulvermaterialer sammen. Som et resultat bruger de fleste UHPC-konstruktionsapplikationer i dag præ-posede produkter. Af denne og andre grunde blandes mindre end 1-1/2 kubikmeter typisk ad gangen.

varmehærdning

Sritharan siger, at udsættelse af UHPC for damphærdning med temperaturer i 194-området udvikler høj tidlig styrke. Damphærdning i 48 timer gør det muligt for UHPC at opnå sin fulde styrke hurtigt, og når der indføres højt tryk med forhøjede damptemperaturer, er det muligt at øge styrken endnu mere.

Byggepladsapplikationer

UHPC er dyrt at fremstille—meget højere end standardbetonblandinger, og måske er det grunden til, at dens accept har været langsom. Men når alle fordelene overvejes, kan det være omkostningseffektivt. I USA er infra-struktur og brokonstruktion i øjeblikket den største UHPC-bruger, hovedsagelig til at forbinde præfabrikerede broelementer sammen. Det er sædvanligt at levere 18 tommer forstærkningsstangoverlapninger til korrekt forankring, men UHPC-installationer kræver kun 9 tommer på grund af dens overlegne bindingsstyrke. Som et resultat er beton yardage for disse Krydsrum meget mindre, og der er større modstand mod omgivende forhold.

Sritharan siger, at Iova Department of Transportation også undersøger brugen af UHPC som et overlejringsmateriale til brodæk. En 1 til 1-1/2 tommer tyk overlay kan levere ultimativ beskyttelse til brodæk, da de ikke påvirkes af salt, andre afisningsforbindelser eller fryse-optøningscyklusser.

tynde arkitektoniske UHPC-kompositpaneler

Kevin Gannon, RA, direktør for programudvikling for Taktl LLC beliggende i Turtle Creek, Pennsylvania, siger, at et af deres største problemer er at differentiere arkitektoniske UHPC (a|UHPC) fra civilingenierede færdige blandingsprodukter og også Taktl-produkter fra Spray-in GFRC eller ekstruderede GFRC-produkter. A / UHPC bruger kun ikke-metalliske forstærkende fibre og inkluderer ofte kontinuerligt mesh. På grund af tyndheden af UHPC-paneler favoriserer blandingsdesignet og fremstillingsmetoderne bøjningsstyrke frem for trykstyrke, samtidig med at alle de holdbarhedsfaktorer, der forventes med UHPC, bevares. Med den største ressource til UHPC-materialereferencestandarder er den føderale Motorvejsadministration, Arkitekter er bundet til at have specifikationsudfordringer. Taktl har gjort store fremskridt med hensyn til at etablere referencestandarder og kriterier for arkitektoniske UHPC-facadeapplikationer. De fokuserer deres tekniske Salgs-og projektstyringsressourcer på at uddanne designere og støtte entreprenører.. “Når de bruger produktet, specificerer de det let på andre projekter,” tilføjer han.

Taktl fokuserede oprindeligt på komplekse injicerede støbte UHPC-støbegods, siger Jason Flannery, virksomhedens Designdirektør. Det var en udvækst af deres metal udendørs armatur og indretning forretning. De begyndte at se på beton på grund af, hvordan den kunne formes til facader. Han siger, at de begyndte at fremstille UHPC facadepaneler i 2010, noget ingen andre gjorde i USA. De brugte tre år på at forske og udvikle udstyr. “Vi besluttede tidligt at udvikle det nye firma lodret-udføre hver fase af arbejdet i huset fra skimmeludvikling og konstruktion til innovation af en kontinuerlig halvautomatisk støbeproces,” siger han. I dag er deres eneste forretning UHPC arkitektonisk beton, og de har en 200.000 kvadratfod under tag med 150 ansatte. Sidste år producerede de 1.5 millioner kvadratfod af FA-beklædning, herunder hospitaler, museer, universitetsbygning og højhuse med blandet brug-enten felt sat i regnskærmsbeklædningsaggregater eller integreret i Forenede fa – systemer.

Taktls forskningsdirektør siger, at de producerer UHPC gardinvægspaneler, der kun er 5/8 tommer tykke. Inden for denne tykkelse er to lag mesh såvel som glasfiberforstærkning. Typiske panelstørrelser er 4 gange 10 fod, men de kan støbe op til 5 gange 12 størrelser, og i stedet for at danne hvert panel kaster de overstørrelse og trimmer dem til størrelse med betonsave. Disse paneler kan erstatte 6-tommer tyk normal beton gardin væg præfabrikerede paneler. De tynde paneler reducerer transportomkostningerne betydeligt og forlænger afstanden til byggeprojekter økonomisk.

der er en anden fordel ved arkitektonisk støbning med UHPC—fint detaljerede formoverflader overføres trofast til støbningen på grund af blandingens meget små aggregater og pastastruktur. Dette gør det muligt at skabe stadig mere detaljerede skimmeloverflader for at opnå et mere fantastisk udseende.

værdien af UHPC

selvom det betragtes som en ny slags beton og ikke har meget navnegenkendelse, har UHPC mange fordele. Dens store styrke betyder, at der er behov for mindre materiale for at opnå, hvad almindelig beton gør. Dette kan oversætte til engineering lettere strukturer startende med deres footings. Vand og omgivende forhold, der forkorter levetiden for andre typer beton, har ringe effekt på UHPC på grund af dens uigennemtrængelige natur, hvilket giver en meget længere uberørt levetid. Sticker shock kan få dig til ikke at give det en anden tanke, men det ville være en fejltagelse. Når alt tages i betragtning, kan strategisk brug af UHPC vise sig at være et godt køb.