Ultrahøyytelsesbetong

når vanlig ferdigblandet betong er laget, kan de største aggregatene i blandingen variere fra 1-1 / 2 tommer ned til 3/8ths av en tomme i størrelse med trykkstyrker som kan være så høye som 10.000 psi. Gode blandinger er «godt gradert», noe som betyr at hulrommene mellom de største aggregatene er fylt med mindre aggregater og så videre nedover linjen til det er minst mulig tomrom. Ultra-High Performance Concrete (UHPC) er slik, bortsett fra at fylling av hulrommene mellom aggregater refereres til som «partikkelpakking.»Sri Sritharan, Wilkinson Chair Of Interdisciplinary Engineering ved Iowa State Universitys Institutt For Sivil, Konstruksjon Og Miljøteknikk, Ames, Iowa, legger til at partikkelstørrelser for UHPC holdes svært små for å skape en mer tett matrise, den største størrelsen ikke overstiger 600 mikron (omtrent størrelsen hvis et korn av silikasand). Dette bidrar til å øke standard trykkfasthet av disse blander i overkant av 22 000 psi.

i begynnelsen ble Det kalt REAKTIV Pulverbetong (RPG), men det endret seg i midten av nittitallet da DET ble kjent SOM UHPC. Forskning på dette produktet oppsto I Danmark så langt tilbake som 1964 som en del av deres innsats for å utvikle høyere styrke betongblandinger. Deres forskning fokuserte på svært tette partikkelpakkede blandinger med lavt vann / sementforhold, og på 1970-tallet bidro utviklingen av superplasticizers (High Range Water Reducers OF HRWR) ytterligere til å oppnå lave vann/sementforhold. Dominique Corvez, Visepresident Og leder Av Ductal North America For Lafarge, med hovedkontor i Usa i Chicago, Illinois, sier at de begynte å se på denne teknologien Også I Frankrike. Entreprenører eksperimenterte med DET først, Men LaFarge, en av verdens største sementprodusenter, utviklet ET UHPC-produkt de kalte «Ductal», og Det er fortsatt i bruk i dag. I begynnelsen ble hver batch laget fra bunnen av, men i dag er det flere kommersielle produsenter av pakkede tørre blandinger. LaFarge Holcim er en av de storste produsentene av dette.

Fordeler MED UHPC

Trykkfasthet er DEN mest anerkjente måten Å karakterisere UHPC på. Som tidligere nevnt forventes kompresjonsstyrker å ligge i 22.000 til 30.000 psi-området som skal betraktes SOM UHPC, men forskningsstudier av herdet UHPC under høyt trykk og varme har produsert kompresjonsstyrker så høyt som 116.000 psi til dags dato. Men det er også andre unike fordeler.

• høy elastisitetsmodul (MOE) som kan ligge i 7,500 ksi-området
• høy strekkfasthet sammenlignet med vanlig betong
• UHPC har høy bindestyrke til stålforsterkning, og DETTE kan redusere størrelsen på en betongplassering som trengs for å binde betongelementer sammen
• DEN har utmerket motstand mot fryse-tine-sykling uten behov for luftinnblanding tilsetningsstoffer
• konstruksjonselementer kan være mindre og lettere sammenlignet med de som er laget med vanlig betong
• arkitekter kan designe tynnere betongelementer, forbedre det arkitektoniske utseendet på arbeidet
• det er et veldig tett materiale med kapillære porer eliminert, noe som gjør det ugjennomtrengelig for vann og saltinntrengning uten å forsegle overflaten
• Den har svært lav krymping og kan brukes som en ikke-krympende fugemasse
• den overfører trofast selv den fineste lettelse fra støpte overflater som resulterer i mer ideelle arkitektoniske betongstykker

Ingredienser målet FOR UHPC er å produsere svært tett ugjennomtrengelig betong av partikkel pakking—arrangere partikkelstørrelser i blandingen så det er minimum tomrom plass mellom partikler – i et svært lavt w/c-forhold miljø. I likhet med selvkonsoliderende betong (SCC) måles UHPC-flytbarhet i «spredning» i stedet for tommer av nedgang. Spre diameter på 12-20 inches er vanlig, noe som gjør det enkelt å plassere og konsolidere, noe som resulterer i svært høy styrke og god motstand mot miljøskader.

DET er mange forskjellige mix design FOR UHPC, men DE vil bruke noen eller alle ingrediensene nedenfor:

• Sement. Portland sement med litt lengre hydrering prosessen er foretrukket
• Bakken Kalkstein. Brukes som et fint aggregat
• Sand. Den største størrelsen samlet i blandingen.
• Kvarts pulver. Veldig finmalt silika som brukes til å gi viktige partikkelstørrelser
• Flyveaske. Et supplerende sementholdig materiale (SEM) som også hjelper med partikkelpakkeprosessen
• Silikarøyk. EN SEM med partikkelstørrelser så lite som 1 mikron for å bidra til å tette blandingen.
• Tilsetninger. Polycarboxylate superplasticizers (High Range Water Reducers) som brukes til å bistå i blande og plassere prosessen og gjør svært lave w/c-forhold mulig
• Fibre. EN rekke fibre blir brukt I UHPC-blandinger. De inkluderer; stål, glassfiber, Polyvinylacetat (PVA), polypropylen og andre. Mengden av hver avhenger av materialet som brukes, men stålfibre doseres vanligvis 2% til 3 volum% av blandingen. Dette tilsvarer 0,5 til 0,8 kubikkfot fiber og fibrene er svært tynne, vanligvis 0,2 millimeter i diameter.
• Vann. Den lave mengden vann, omtrent en 0.2 vann / sementforhold, reduserer krymping og øker betongens styrke

Blanding UHPC

på grunn av materialets finhet og det svært lave w/c-forholdet blander UHPC-blandinger krever spesialutstyr. Sritharan sier DE FLESTE UHPC er blandet på byggeplasser med høyskjær pan miksere, men han sier han har vært på steder der spesielle ferdigblandede lastebiler ble brukt. Blanding AV UHPC fra bunnen av krever en involvert blandingsprosess for å distribuere alle de fine pulvermaterialene riktig sammen. Som et resultat bruker DE FLESTE UHPC-konstruksjonsapplikasjoner i dag pre-bagged produkter. Av denne og andre grunner er mindre enn 1-1/2 kubikkmeter vanligvis blandet på en gang.

varmeherding

Sritharan sier at det å utsette UHPC for dampherding med temperaturer i 194º-området utvikler høy tidlig styrke. Dampherding i 48 timer gjør DET mulig FOR UHPC å oppnå full styrke raskt, og når høyt trykk innføres med forhøyede damptemperaturer, er DET mulig å øke styrken enda mer.

byggeplassapplikasjoner

UHPC er kostbart å lage-mye høyere enn standard betongblandinger, og kanskje dette er grunnen til at aksepten har vært treg. Men når alle fordelene vurderes, kan det være kostnadseffektivt. I USA er infra-structure og bridge construction for tiden den største UHPC-brukeren, hovedsakelig for å koble prefabrikerte broelementer sammen. DET er vanlig å gi 18-tommers forsterkningsstangoverlapper for riktig forankring, MEN UHPC-installasjoner krever bare 9 tommer på grunn av sin overlegne bindestyrke. Som et resultat betong yardage for disse veikryss mellomrom er mye mindre, og det er større motstand mot omgivelsesforhold.

Sritharan sier Iowa Department Of Transportation også undersøker bruken AV UHPC som et overleggsmateriale for brodekk. Et 1 til 1-1/2 tommers tykt overlegg kan gi optimal beskyttelse for brodekk, da de ikke påvirkes av salt, andre avising forbindelser eller fryse-tine sykluser.

Tynne Arkitektoniske UHPC-Komposittpaneler

Kevin Gannon, RA, Direktør For Programutvikling For Taktl LLC i Turtle Creek, Pennsylvania, sier at et av deres største problemer er å skille Arkitektonisk UHPC (A / UHPC) fra sivilingeniørklare blandingsprodukter og Også Taktl-produkter fra Spray-IN GFRC eller ekstruderte gfrc-produkter. A / UHPC bruker bare ikke-metalliske forsterkende fibre og inneholder ofte kontinuerlig netting. På grunn AV tynnheten TIL UHPC-paneler, favoriserer blandingsdesign og produksjonsmetoder bøyestyrke over trykkfasthet, samtidig som alle holdbarhetsfaktorene som forventes med UHPC, beholdes. Med den største ressursen FOR UHPC-materialreferansestandarder som Federal Highway Administration, er arkitekter bundet til å ha spesifikasjonsutfordringer. Taktl har gjort store fremskritt med hensyn til å etablere referansestandarder og kriterier for arkitektoniske UHPC fasadeapplikasjoner. De fokuserer sine tekniske salgs-og prosjektledelsesressurser på å utdanne designere og støtte entreprenører.. «Når de bruker produktet, spesifiserer de det lett på andre prosjekter,» legger han til.

Taktl opprinnelig fokusert på komplekse injisert støpt UHPC støpegods sier Jason Flannery, selskaper Design Director. Det var en utvekst av deres metall utendørs ligaen og innredning virksomhet. De begynte å se på betong på grunn av hvordan det kunne formes for fasader. Han sier at DE begynte å produsere UHPC fasadepaneler i 2010, noe ingen andre gjorde i USA. De brukte tre år på forskning og utvikling av utstyr. «Vi bestemte oss tidlig for å utvikle det nye selskapet vertikalt—gjør hver fase av arbeidet i huset fra muggutvikling og konstruksjon til innovasjon av en kontinuerlig halvautomatisk støpeprosess,» sier han. I dag er DERES eneste virksomhet UHPC arkitektonisk betong, og de har en 200.000 kvadratmeter under tak med 150 ansatte. I fjor produserte de 1.5 millioner kvadratmeter faç kledning, inkludert sykehus, museer, universitetsbygning og blandet bruk høyhus-enten felt sett i regnskjerm kledning forsamlinger, eller integrert i unitized faç systemer.

Dr. George Quercia, Taktls Forskningsdirektør, sier at DE produserer UHPC gardinveggpaneler som bare er 5/8 tommer tykke. Innenfor denne tykkelsen er to lag med mesh samt glassfiberforsterkning. Typiske panelstørrelser er 4 x 10 fot, men de kan kaste opp til 5 x 12 størrelser, og i stedet for å danne hvert panel, støper de oversize og trimmer dem til størrelse med betongsager. Disse panelene kan erstatte 6-tommers tykk normal betong gardin vegg prefabrikerte paneler. De tynne panelene reduserer transportkostnadene betydelig og økonomisk utvider avstanden til byggeprosjekter.

det er en annen fordel med arkitektonisk støping med UHPC-fint detaljerte støpeflater overføres trofast til støpingen på grunn av de svært små aggregatene og limstrukturen i blandingen. Dette gjør det mulig å skape stadig mer detaljerte mold overflater for å oppnå mer imponerende utseende.

VERDIEN AV UHPC

SELV OM DET regnes som en ny type betong og ikke har mye navnegjenkjenning, HAR UHPC mange fordeler. Dens store styrke betyr at mindre materiale er nødvendig for å oppnå hva vanlig betong gjør. Dette kan oversette til ingeniør lettere strukturer som starter med sine footings. Vann-og omgivelsesforhold som forkorter levetiden til andre typer betong har liten effekt PÅ UHPC på GRUNN av sin ugjennomtrengelige natur, noe som gir en mye lengre uberørt levetid. Klistremerke sjokk kan føre til at du ikke å gi det en tanke, men det ville være en feil. Når alt er tatt i betraktning, kan strategisk bruk AV UHPC vise seg å være et røverkjøp.