UHPC超高性能混凝土常见问题大全

001.UHPC基底材料的设计原理是什么？

UHPC超高性能混凝土紧密堆积。这是所有致密粉末材料设计的基本原理之一。可参看粉末冶金的相关知识。

002.如何选择UHPC用纤维？

考虑性价比，可优先选用金属纤维，其次是非金属纤维。不同纤维混合使用时，需小心实验后再合理选用。

003.为何不建议UHPC使用大尺寸骨料？

这涉及材料断裂力学问题，包括原始裂纹尺寸大小和缺陷密度问题；也涉及材料匀质性问题，如大颗粒的空间分布问题；还涉及多孔材料中的传质问题，如缺陷尺寸、连通性和缺陷密度问题。

除非必要（或构件断面尺寸足够大），一般不宜采用>5mm的骨料(除非确实必要，如减缩、降温、降低成本等）！

004.UHPC超高性能混凝土适用于哪些场合？

常规混凝土不能满足要求的地方！有高抗渗、高抗冻、高抗盐侵蚀要求的地方；有高抗震、抗爆、抗裂要求的地方；超大跨度结构、大型壳结构、曲面结构;旧结构的修补与加固等……

005.如何保证UHPC的基本品质？

无纤维基底材料的立方体(100x100x100mm)抗压强度不低于150MPa，抗拉强度不低于5MPa，渗透性比C80低两个数量级，且无肉眼可见气泡；这些也都是入门级品质要求。

另外，应免除常规混凝土(包括HPC)的常见劣化问题（包括钢筋腐蚀、冻融破坏、碱-骨料反应和硫酸盐侵蚀）困扰，这样的UHPC才配得起真正UHPC的称号；如果仍受这些劣化现象困扰，那就配不上UHPC的称呼。

006.UHPC的抗磨和耐火性能也能高出C80很多吗？

水泥基材料的抗磨性能和抗火性能均需特殊设计，与材料的抗压强度或致密性没有固定关系。UHPC的抗磨和耐火性能可以设计得非常优异，但与C80相比，不易实现数量级或几个数量级程度的提升。

007.UHPC的弹模为何不容易达到55GPa以上？

材料的弹模本质上取决于材料中主要结合键类型。UHPC仍然是水泥基材料，结合键类型没有发生本质变化，不可能显著提高。

008.什么样的UHPC性价比较高？

以目前国内生产水平看，标准立方抗压强度在150~200MPa之间，抗拉强度在7~12MPa之间，渗透性低于C80两个数量级的UHPC材料性价比较高；随着未来技术发展，这些指标将会发生变化。

009.UHPC弱项是什么？

和其它水泥基材料一样，不耐酸腐蚀（包括硫酸盐菌的侵蚀，虽然比OPC好很多）。自收缩更大，早期开裂敏感性理论上更强（实际不一定）。

010.为何要对UHPC进行蒸养？

主要是消除UHPC的后期经时水化带来的不良影响，如收缩开裂. 徐变等；另外，可提高UHPC的强度和致密程度。充分蒸养（又称湿热养护、热养护、“热处理”等）能让常温下可水化的胶凝材料尽早完成水化，减少后期经时变化。所以，有条件蒸养的就尽可能蒸养，不必一味追求免蒸养技术。免蒸养并不总意味着先进，要因材、因境随机应变为好！

011.结构上怎么用UHPC超高性能混凝土?

这就要看建筑师和结构工程师的手艺了！UHPC是一大类、或系列材料，它和预应力天生是绝配！掺纤维的UHPC与不掺纤维的UHPC基体材料，和预应力都是绝配！对于蒸养的UHPC，和预应力配合！很多情况下，和先张预应力配合！普通配筋时，情况稍复杂！让人烧脑的是如何用好那几个MPa的UHPC抗拉性能！

如果想用UHPC的耐久性能，那就容易多了，用途也会变得极其广泛！比如你可以把它用作结构蒙皮或护套，也可用它来做既有结构的加固，都很棒！对于裂缝控制或承载力控制的场合，使用UHPC时，考虑上可能要有所不同。总之，就看你想更多地用它的力学性能，还是耐久性能，还是其综合性能？不能言尽。

012.UHPC结构设计上常遇到的问题有哪些？

一是如何用好UHPC的抗拉性能(包括不掺纤维的UHPC基体材料）？二是如何降低工程造价？

013.如何用好UHPC超高性能混凝土的抗拉性能？

尽可能多地将UHPC用在有高韧性或有抗疲劳要求的地方，比如抗震、抗爆工程、地下防护工程、重载铁路工程等。对于预应结构，可考虑降低几MPa的外加预应力。对于非预应力结构，可将其用于一些有抗拉要求的部位。可通过采用不同配筋，巧妙地进行结构设计。

014.银行金库、寺庙地宫是不是特别适用？

当然！各种金库、寺庙建筑（包括地宫、佛塔、大殿等“千年建筑”）、棺椁、安全房等统统适用。

015.如何降低UHPC的成本或工程造价？

成本或造价本质上是市场问题。追求品质的人一般会把品质保证放在首位，然后再考虑成本优化，不一定非要降低。如果从耐久性上考虑，选用UHPC的全寿命周期成本应该更低。如果结构设计人员能充分利用UHPC的力学特性，在结构优化上多下功夫，再综合考虑施工和装配成本，应该能做到不显著增加工程造价，甚至会某种程度上降低！对于高品质和高要求的结构物，以及一些特殊工程，不能总把降低工程造价作为首要前提！否则做不出传世佳作。

016.UHPC的抗剪性能如何？

肯定要比传统混凝土好得多。不过，在目前的抗剪验算方法上显不出优势。加上很多人担心纤维取向带来的各向异性的不确定性，目前在抗剪应用上还有些保守。好在很多人都在努力，相信未来会有好的结果。

017.如何减少免蒸UHPC的早期收缩？

除常规的减缩和微膨胀手段外，目前还没有令人眼前一亮的技术，需要更多的技术创新。由于UHPC的水胶比很低（通常<0.16），即使采用微纳米材料（如沸石、分子筛类）预饱水技术也不能理想地解决此问题。将来在高分子材料、微纳米颗粒料的表面预处理上多下功夫，看有无突破此技术难题的可能。采用掺加坚固粗骨料的方式来减少收缩，其前提是不能显著降低材料的抗渗性和力学性能，否则就落入高强HPC范畴了，不再具有UHPC的优异品质。在没有成熟有效的综合减缩方法以前，宜尽量减少现场浇筑，多多采用工厂蒸养预制。不过，对于有密封防护护套的灌浆加固场合，可大量采用现浇UHPC，也可掺加适量粗骨料。

018.UHPC有没有一些特殊的收缩问题？

有。可暂时叫它“物理收缩”，它是大量微细颗粒体自身的特有问题，与传统OPC和HPC不同。这也是采用常规手段不能解决相应问题的原因之一。

019.采用大体积UHPC时，需要注意些什么？

尽量避免采用大体积UHPC，如果不得不采用，需特殊设计，不能机械化地一浇了之。主动采用大体积UHPC并不意味着你的结构设计或施工水平就高!不得不采用时，从减小温升和减缩角度考虑，可以适当掺加一定量的粗骨料，前提是不能显著降低其品质；也可采用适量预饱水微细粉体材料。能否采用水化热抑制剂需由实验确定。

020.难道用UHPC，首先要考虑轻、薄、脆、透的应用场合？

不是首先要考虑这些场合，而是过去那些重、厚、笨、死的混凝土结构在采用UHPC后，通过结构优化，会变成这些样子！

021.UHPC超高性能混凝土为啥要测抗拉性能？

UHPC区别于OPC、HPC的典型性能就是它的抗拉性能，这也是结构设计人员感兴趣的力学性能，所以要测。

022.UHPC为啥要用直拉试验？

因为直接，省事！有些国家用UHPC的抗弯性能来反算它的抗拉性能。对于不掺纤维的基底材料来讲，应该是存在固定换算关系的；对于掺纤维的UHPC，应该不存在换算关系，所以还不如直接测量来得痛快！

对于直拉试验，不同国家采用的试件形状和尺寸也不尽相同。有的采用板状试件，有的采用哑铃（狗骨）试件，有的采用棱柱体；有的采用切口试件，有的不采用切口试件；有的试件要求打磨掉表面浮浆层，有的则不要求；测试时，有的要求试件与夹头固接，有的则要求铰接，等等。这些测试结果之间能否进行直接换算，除理论推导修正外，还应考虑试件尺寸效应和具体测试技术之间的差别，通过做对比试验来加以确定。

023.UHPC的弹性段应变怎么测比较方便？

用纸基应变片测就比较方便。若用引伸计或位移计，需要的精度和数据采集速率都比较高，很昂贵；万一触头有滑动，数据很难看。千万别用精度不高的数字千分表去测！

024.UHPC超高性能混凝土的初裂及初裂后的应变不易测准，怎么办？

纸基应变片只要贴好了，很容易获得UHPC的初裂时间和应变，甚至初裂后的部分裂缝扩展应变也可获得。初裂后的应变确实不易测准。无论你采用多好的引伸计或位移计，都不易测准。因为试件有时会发生扭转，位移计触头有时会发生滑移等。所以要多测一些试件，找出代表的数据来反映材料的直拉特性；发表时可将所有数据同时发表，千万不能捡其中的曲线去发表，更不能拿其中的曲线去吹牛，不然牛皮吹多了，也总有吹破或掉坑里的时候。某种意义上讲，初裂后的应变数据也仅可用作参考；对于那些“特别好、特别理想”的裂后应力应变曲线，有时可不必特别当真。

025.能用GB/T50081的UHPC抗弯强度换算为T/CBMF37的抗拉强度吗？

绝不可以呀！除非你测量的是不掺纤维的基体材料；或是你参考了国内外标准测试方法，对掺纤维UHPC超高性能混凝土的抗弯试验进行了改进，并在大量试验和数据统计分析基础上找到了换算关系及误差波动范围，否则就别去机械化地进行“理论”换算；因为单单因试件尺寸效应引起的误差，你就无法忽略！