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UHPC的耐久性 -- 工程查验和持久表露实验
8027.com2019-09-24澳门太阳城赌城

2008年,法国对Cattenom核电厂冷却塔1997安装的UHPC梁形态停止检查,并钻芯取样和停止耐久性分析研究[1]。这些UHPC梁持久表露于冷却轮回水中,水的最大氯含量为1~2g/l,硫酸根(SO4)含量约500mg/l,属于XD2氯盐情况和XA1硫酸盐情况(按欧洲尺度EN 206-1分别情况品级)。表露于腐蚀性水环境10年后,对UHPC梁的查验结论为:弹模和强度不变,表白水化产品不变;氯侵入量太小,无法测试;外表能够有薄层碳化,似与外表沉淀物有关;除暴露外表的钢纤维,纤维没有可见锈蚀;梁内预应力钢筋处于优良防锈庇护形态,仅暴露的端头有锈蚀。该查询拜访阐发以为:在氯盐与硫酸盐情况中,UHPC梁的高耐久性获得证明。
世界上第一个UHPC公路桥(法国2001年建成的Bourg-lès-Valence跨线桥),也在利用11年后停止了片面查验评价[2]。该桥投入使用后没有停止任何养护维修,2012年检验时,团体表面形态与建成时根本不异,梁的挠度几乎没有增大。因为缺少实时维修,一般混凝土桥台部分(能够施工时就有缺点)曾经呈现钢筋锈蚀和混凝土开裂征象;预制的UHPC梁板(p型梁板一体构造)和梁板接口现灌溉注UHPC均形态优良,接口现浇UHPC没有呈现裂痕;持久处于湿润或有冷凝水(靠桥台)的梁端部底外表有钢纤维锈斑(见下图)。取芯试件显现,钢纤维处于优良无锈蚀形态,UHPC表现出了优良耐久性。芯样测试则显现,11年后UHPC(没有颠末热养护)的抗压强度和弹性模量有较大幅度增加,别离从28d的210MPa和65GPa增加到263MPa和73GPa。

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日本第一个UHPC桥是2002年制作的Sakata-Mirai人行跨河桥,离海岸3.4km,处于残酷海洋环境[3]。该桥建成后一直停止按期查验和测试评价。对预留现场试件(放在桥的梁内连结同情况)测试表白,颠末90oC热养护的UHPC抗压、抗弯强度在这10年中一直在增加;10年后从桥梁实践构造上取芯,测试获得的氯离子扩散系数在0.7 ~1.2x10-15 m2/s范畴(远远低于现场表露试件和试验室盐水浸泡试件的测试成果);背散射电子图象(BEI)阐发显现,10年后的UHPC中还有约20%体积的未水化水泥。这两个桥梁工程的持久跟随测试成果均显现,在自然环境中10年间,无论是否颠末热养护的UHPC,强度还在持续增加,阐明未水化水泥的水化还在连续停止,这个历程该当能够更长期地连续下去。
1993~1995欧洲展开研讨项目Minimal Structures Using High Strength Concrete(利用高强混凝土使构造轻型化)时期,建造了一批钢筋UHPC小梁(CRC梁),用四点蜿蜒架加载使小梁呈现0.05 ~ 0.1mm宽度裂痕,牢固连结小梁的受弯变形形态,在西班牙马德里停止持久室内和室外表露实验,查验UHPC的碳化和对钢纤维、钢筋锈蚀的影响。表露16年后,对CRC小梁的查验显现:碳化深度小于1mm;保护层仅10mm的钢筋处于优良的钝化形态;表露在外表的钢纤维有细微锈蚀,距表面面不到1mm的内部,基体连结碱性,钢纤维无锈蚀[4]。
从1995年开端,三种差别构成的UHPC试件被连续安排在美国缅因州Treat岛实验站潮差区中央,停止持久表露实验[5]。该实验站潮差达6m,每一年均匀100个冻融轮回,属于最残酷的海洋环境,对混凝土毁坏感化包罗氯盐腐化、盐水干湿轮回、冻融轮回和盐水冻融。1995年安排的第一组试件为钢纤维加强“十分高强度混凝土”(VHSC,构成、共同比和强度与UHPC根本不异)。1996年安排的第二组试件为钢筋加强RPC小梁,钢筋保护层厚度别离为10mm、19mm和25mm。2004年安排的第三组试件为钢纤维和有机纤维加强RPC,部门试件为预先加载开裂试件。2009-2010年停止的测试查验成果表白,所有这些颠末5~15年表露的试件均形态优良;表露15年颠末约1500个天然冻融轮回试件,力学性能没有低落,也没有发明外表剥落和裂痕;从小梁中掏出一根保护层为10mm钢筋,15年后形态残缺如初;预开裂试件颠末5年500个冻融轮回,裂痕宽度没有较着增大;对氯离子浓度散布测试成果显现,UHPC的氯离子扩散系数比HPC(w/b =0.35,胶凝质料含8%硅灰)低一个数量级。UHPC全部显现十分高的抗氯离子侵入才能和抗冻性。
关于氯盐腐蚀性情况,用UHPC的氯离子扩散系数推算,保护层50mm的钢筋在1000年当前才会开端锈蚀。有人以此推论,假如在氯盐情况HPC构造期限到达100年,则不异UHPC构造的期限可到达1000年[6]。但是,这一推论没有思索两个UHPC与HPC差别的身分:其一,UHPC有钢纤维,接近外表的钢纤维保护层很小,在氯离子感化下会在多长时间开端锈蚀,以及钢纤维锈蚀会对外表和构造发生怎样的影响?其二,UHPC的电阻率较高、内部枯燥,氧气浸透系数比HPC低一个数量级,在UHPC中激发锈蚀的氯离子临界(阈值)浓度Ct该当明显高于HPC的Ct,这在晚期丹麦和日本的实验研讨中曾经获得证明。可是,UHPC的氯离子临界浓度Ct详细多高,抑或在UHPC内部云云枯燥和低氧气渗透性(缺湿缺氧)条件下氯离子能否还能活化钢材外表,这方面尚无可参考的研讨数据或成果。对这两个成绩研讨透辟,才能够比力精确猜测UHPC构造在氯盐情况中的退役期限。以今朝研讨数据为根底,在氯盐高腐蚀性冻融情况中,预期UHPC构造退役期限超越HPC构造期限2倍或200年,应该是守旧的或能够的。在非腐蚀性情况(如尺度GB/T 50476分别的I类“普通情况”和II类“冻融情况”),没有机器性磨损,UHPC构造到达千年期限也是能够的。
十多年的表露实验和实践工程使用考证,固然供给的数据还有限,但曾经显现UHPC具有超高耐久性的潜力。关于高腐蚀性情况和裂痕对UHPC耐久性的影响,还需求更多的研讨和持久的数据积聚,才气片面理解把握UHPC的耐久性。

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南京五桥粗骨料活性粉末混凝土桥面板自2016年末开端停止工艺实验研讨,2018年8月31日世界首块预制板面世,2019年1月17日首轮工场横向湿接缝成功浇筑,2019年3月26日首节工场纵向湿接缝成功浇筑,5月15日首节钢—粗骨料活性粉末混凝土桥面板组合梁顺利完成吊装,随后便进入了桥面板第三部门——工地湿接缝的建造筹办中,各个阶段均倾泻了大量设想、施工人员的血汗。

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