Cos'è l'UHPC?
UH in UHPC è l'abbreviazione della frase (Ultra-High), che si riferisce al livello più alto
La parola P (Performance) significa prestazione ed efficacia
C sta per Calcestruzzo
UHPC si riferisce al "calcestruzzo ad altissime prestazioni"
Quanto è forte l'UHPC?
Poiché l’UHPC è un calcestruzzo ad altissime prestazioni, quanto elevate possono essere le sue prestazioni? A giudicare dalle principali proprietà di compressione del calcestruzzo, la resistenza alla compressione del calcestruzzo ordinario è di circa 15Mpa-30Mpa, mentre la resistenza alla compressione della ghisa, che è molto dura nella nostra vita quotidiana, è generalmente di 200Mpa. Si dice che l'UHPC abbia la massima resistenza alla compressione ma possa raggiungere un'immagine di 810 MPa. Si può dire che il calcestruzzo ordinario è la "cinque feccia" davanti all'UHPC.
L'"effetto" del calcestruzzo ultra-alto (UHPC) non è solo una singola capacità di compressione.
I "Tre massimi" dell'UHPC
Il "calcestruzzo ad altissime prestazioni" è noto principalmente per i suoi "tre massimi": elevata resistenza, elevata durabilità ed elevata lavorabilità.
"molta forza"
Come accennato in precedenza, la resistenza alla compressione massima dell'UHPC può raggiungere 810Mpa. Poiché il livello di processo di ciascun paese è piuttosto diverso, l'UHPC richiede anche una resistenza alla compressione minima di oltre 150 Mpa, una resistenza al taglio di oltre 25 Mpa, un elevato isolamento termico e un'elevata impermeabilità, struttura fine, che può sostanzialmente isolare tutti i prodotti dannosi media. Si può dire che sia un pilastro di giada bianca che sostiene il cielo, un raggio dorato viola che sostiene il mare e trasporta indipendentemente il cielo.
"Elevata durabilità"
Il calcestruzzo tradizionale presenta inevitabilmente molte lacune. In caso di temperature alte o basse, pioggia continua o sole splendente, gli spazi saranno ulteriormente ampliati e la durata sarà ridotta. Lo stesso UHPC non presenta praticamente lacune. Anche se lievi lacune sono causate da forze esterne, l'UHPC ha anche miracolose capacità di auto-riparazione.
L'UHPC è stato utilizzato per la prima volta nella costruzione di ponti per ridurre il peso morto della struttura e migliorare la durata e la durabilità della struttura. La durata di servizio può raggiungere più di 100 anni.
"Alta lavorabilità"
A differenza del calcestruzzo tradizionale, che è "spesso, voluminoso, spesso e pesante", l'UHPC fa affidamento sulle sue forti proprietà fisiche per rendere la struttura estremamente leggera e dotata di una forte estetica visiva. Con le sue eccellenti prestazioni, i designer possono realizzare la loro sfrenata immaginazione.
L'UHPC ha un'alta densità, un'elevata finitura superficiale, una consistenza fine e una sensazione calda e simile alla giada. Il calcestruzzo ordinario è completamente ruvido davanti all’UHPC. Non solo, la porosità ultra-bassa riduce anche la probabilità che l’UHPC venga contaminato, facilitando la pulizia e la manutenzione.
Perché l'UHPC è così potente?
Il calcestruzzo tradizionale è generalmente preparato con cemento, additivi, sabbia e ghiaia, acqua e altri ingredienti in una certa proporzione. Dopo la miscelazione e una certa stagionatura, si forma un materiale composito a base cementizia composto principalmente da inerti (sabbia e ghiaia) e impasto cementizio. Tuttavia, le proprietà fisiche e meccaniche degli aggregati di calcestruzzo tradizionali e delle miscele di cemento sono piuttosto diverse e sono limitate principalmente dai seguenti tre aspetti:
In primo luogo, a causa dell'espansione e della contrazione termica dell'acqua nell'impasto liquido di cemento a temperature elevate o basse, si formeranno naturalmente degli spazi tra l'aggregato e l'impasto liquido di cemento.
In secondo luogo, la durezza degli aggregati composti principalmente da sabbia e ghiaia non è elevata e il grande volume allargherà ulteriormente le fessure sotto l'uso della forza esterna. In generale, maggiore è il volume dell'aggregato, maggiori saranno le crepe.
In terzo luogo, il processo di miscelazione del calcestruzzo tradizionale è approssimativo, quindi gli aggregati di supporto nell'impasto liquido di cemento non sono distribuiti uniformemente e la porosità è relativamente elevata, il che riduce notevolmente la capacità di compressione del calcestruzzo.
Ciò rende il calcestruzzo tradizionale altamente fragile, con scarsa resistenza alla compressione e bassa durabilità. La resistenza alla pressione è di soli 20Mpa-30Mpa.
• Per migliorare le prestazioni del calcestruzzo partiamo principalmente dai seguenti tre punti:
1. Ridurre il più possibile il contenuto di umidità nel calcestruzzo.
2. Cerca materiali più piccoli e più duri come aggregati.
3. Ridurre la porosità e rendere più uniforme la distribuzione di aggregati, mezzi, ecc.
"L'agente riducente l'acqua riduce il contenuto di umidità"
"La polvere ultrafine migliora la densità"
Negli anni ’70, i danesi migliorarono notevolmente la resistenza del calcestruzzo aggiungendovi agenti che riducono l’acqua e polveri ultrafini. Gli additivi riduttori d'acqua riducono significativamente il contenuto di umidità nel calcestruzzo. La polvere ultrafine viene aggiunta agli ingredienti del calcestruzzo come additivo. Attraverso una miscelazione sufficiente, è possibile ridurre efficacemente gli spazi tra gli aggregati, ridurre al minimo la qualità dell'aria miscelata e migliorare la densità del materiale.
Il calcestruzzo trattato con il metodo sopra descritto è chiamato HPC (calcestruzzo ad alta resistenza). Teoricamente, la resistenza alla compressione dell'HPC può raggiungere una forza di 120 MPA (può sopportare 120 tonnellate di forza per metro quadrato).
"L'agente riducente l'acqua riduce il contenuto di umidità"
"La polvere ultrafine migliora la densità"
Negli anni ’70, i danesi migliorarono notevolmente la resistenza del calcestruzzo aggiungendovi agenti che riducono l’acqua e polveri ultrafini. Gli additivi riduttori d'acqua riducono significativamente il contenuto di umidità nel calcestruzzo. La polvere ultrafine viene aggiunta agli ingredienti del calcestruzzo come additivo. Attraverso una miscelazione sufficiente, è possibile ridurre efficacemente gli spazi tra gli aggregati, ridurre al minimo la qualità dell'aria miscelata e migliorare la densità del materiale.
Il calcestruzzo trattato con il metodo sopra descritto è chiamato HPC (calcestruzzo ad alta resistenza). Teoricamente, la resistenza alla compressione dell'HPC può raggiungere una forza di 120 MPA (può sopportare 120 tonnellate di forza per metro quadrato).
"La fibra d'acciaio aumenta la resistenza"
"La polvere attiva migliora la fusione"
Intorno agli anni '90, polveri minerali attive come fumi di silice e polvere minerale sono state utilizzate come additivi per calcestruzzo, sono state utilizzate fibre di acciaio ultrafini per sostituire i tradizionali aggregati grossolani e sono state aggiunte polveri attive ultrafini per eliminare i difetti interni del materiale. scendere al minimo. La fibra d'acciaio ha una resistenza maggiore e un volume minore. Le polveri minerali attive come il fumo di silice e la polvere minerale possono raggiungere chimicamente un grado più elevato di fusione tra i materiali. Dopo una manutenzione a lungo termine in un ambiente ad alta temperatura e alta pressione, il calcestruzzo può essere microscopicamente strutturalmente ottimale. Anche le piccole crepe nel materiale possono guarire lentamente sotto l'azione della polvere minerale attiva.
"Stampaggio ad alta pressione"
"Manutenzione ad alta temperatura"
Poiché la polvere minerale attiva svolge un ruolo di primo piano nell'intero processo, il calcestruzzo in questo momento è chiamato calcestruzzo in polvere reattiva RPC (Reactive Poeder Concrete). Questo tipo di calcestruzzo può già avere proprietà fisiche elevatissime ed è anche chiamato UHPC.
Generalmente, l'RPC (calcestruzzo reattivo in polvere) può essere suddiviso in due livelli in base alle diverse condizioni di stagionatura. Dopo la polimerizzazione per circa 3 giorni a 20 gradi -90 gradi, la resistenza alla compressione dell'RPC può raggiungere 200 MPA (la forza può sopportare 200 tonnellate per metro quadrato). ), questo tipo di calcestruzzo è denominato PRC200. Se l'RPC viene formato utilizzando l'alta pressione (la porosità dell'UHPC è inferiore ad alta pressione) e polimerizzato a 250 gradi -400 gradi, la resistenza alla compressione dell'RPC può raggiungere 500 MPA-800 MPA. Questo tipo di calcestruzzo si chiama PRC800.
Ci sono grandi differenze tra i paesi nel livello di artigianato, scienza e tecnologia, e ci sono anche grandi differenze negli standard di valutazione dell’UHPC tra i paesi. In generale, il calcestruzzo con una resistenza alla compressione superiore a 150 MPA può essere chiamato calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC).
"I limiti relativi dell'UHPC"
In generale, se l'UHPC vuole raggiungere una resistenza relativamente elevata, richiede una certa polimerizzazione termica ad alta temperatura e alta pressione come condizione necessaria. D'altra parte, le fibre di acciaio tendono ad agglomerarsi durante il processo di miscelazione, richiedendo apparecchiature di miscelazione professionali su larga scala. Queste condizioni costruttive sono sostanzialmente difficili da realizzare per il getto in opera. Ciò porta anche al fatto che la maggior parte degli UHPC sono parti prefabbricate che devono essere preparate in anticipo in fabbrica e il costo sarà molto elevato.
Il talentuoso architetto Rudy Ricciot1 una volta ha commentato l'UHPC (Ultra High-Performance Concrete): "Non sappiamo fino a che punto ci porterà questo materiale, ma possiamo sicuramente cambiare il mondo insieme". In effetti, il potere della tecnologia è più simile a un ponte che conduce i designer nel regno della creatività.
