Ultra yüksek performanslı beton (UHPC), beton teknolojisinin geleneksel sınırlarını meydan okuyan bir malzeme olarak ortaya çıktı. 150 MPa ve olağanüstü dayanıklılık ile UHPC, uzun vadeli yapılar ve aşırı yük ortamları sağlar. Ancak, UHPC'nin pratik faydasını basit bir şekilde sıkıştırır; betonarme noktalarının verim gücü – gömülü çelik çubuklar, prestress ve ekstra yüzeylere nasıl etkilenebilir.

UHPC'nin Context'inde Zenginlik Anlamak

Redüksiyon metalleri için standart bir ölçüdür: yüksek kuvvetli çeliklerin elastikten plastik davranışlara kadar bir malzeme geçişinin veya karbon fiberlerin - 1.000 MPa ile 600 MPa arasında genellikle farkedilmesi veya "yişsiz" fenomenin, ancak yüksek çözünürlükte bir bileşik daha karmaşıktır.

UHPC'nin matrix yoğun ve çok düşük su-binder oranları vardır (tipik olarak 0.20 veya daha az), kendi çekme verimi 2.000 MPa'nın üzerinde güçlü bir şekilde elde edilir - takviyeli yük veya prestij çekme mühendislerin etkili bir şekilde elde edilmesi gereken noktaya sahip olması, genellikle 60-80'lik bir hammaddenin % 60'ını oluşturur.

Anahtar Faktörler, Zenginlik Güçlü Çatılarında Pratik Tavanlar Oluşturuyor

Fiber Dondurma Türleri ve Oryantasyon

UHPC'deki en yaygın fiberler yüksek karbon çelik elyaflar, genellikle yüksek çözünürlükte 2500 ila 3.000 MPa'dan fazla güçle çalışır. - Prodüksiyonlar için yaklaşık 2.000 MPa'nın temel çekme yönünden uyumlu olduğu - daha yüksek çözünürlükte veya akışta bilgilendirici malzemelerle sınırlıdır (tipik olarak% 6'ya kadar) ve eğimli çelikler için yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.

Matrix Porosity ve Parçacık Ambalaj

UHPC'nin yüksek gücü son derece düşük porosity'den kaynaklanıyor. Dinger-Funk veya Andreasen parçacık paketleme modelleri, yüksek çözünürlükte yüksek verim güçlülüğü azaltmak için kullanılır. ancak, yüksek verim güçlülüğün güçlü yanları, matrisin kendisi liflerin etrafındaki baskı veya gerginlik olmadan transfer edilebilmelidir.Eğer matrix çok zayıfsa veya düşük miktarda mikro-düşüksüz mikro-parçacıklı yükleri azaltamaz.

Regimes ve Sıcaklık Etkileri

Çelik elyafların verim gücü kendilerini tipik UHPC kıvrımları tarafından önemli ölçüde etkilenmez (20-90 °C). ancak fiber ve matrix arasındaki bağın yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.

Yüksek Enerji Güçlüleri'nde Kanallama ve Zorluk Ticareti

Merkezi bir pratik limit, takviye gücünün artırılmasının genellikle kablolamalarını azaltır. Yüksek güçlü çelik fiberler kırışıklıkta daha düşük elongasyona sahiptir (yaklaşık 2-5% sular için kıyasla), fiberler yavaş yavaş yavaş yavaş çekecektir.Eğer tahvil çok güçlüyse, fiber etkisi yüksek çözünürlükte ve elementler kırılır.

Ekonomik Kıtlamalar: Yüksek Güç Maliyetleri

UHPC'yi çok yüksek güçlü fiberlerle azaltın - özellikle de 3000 MPa'nın üzerindeki güçlü yanları olan - pahalıya mal olan fiberler, ek olarak, yüksek yoğunlukta fiber gücü çok iyi bir silik fume, pahalıya mal olan tüm çelikleri azaltabileceklerdir.0) UHPC takviye sisteminin pratik verim gücü genellikle proje bütçeleri tarafından kaplanır.)En uygun çelik uygulamalar için, en uygun çelik tasarımcıların maliyetinin 3,500 oranında azalır.

Performans Sınırları Statik Geri Kazanın Ötesinde

Statik verim gücü sadece bir metriktir. Gerçek yapılarda UHPC elemanları tekrarlanan yüklere, sürekli strese ve çevresel saldırıya karşı direnmelidir. Bunların her biri nominal verimden daha düşük pratik bir limit yaratabilir.

Fatigue Davranışı Tekrarlanan Yükleniyor

UHPC normal betona kıyasla mükemmel yorgunluk direnci ile biliniyor, ancak yorgunluk sınırı doğrudan güçlendirmenin verim gücü tarafından etkilenir. Çelik fiberler için, malzemenin sonsuz sayıdaki döngüye dayanabileceği stres aralığı (% 40-60) Yüksek verimsiz bir miktar yüksek çözünürlükte fiberler genellikle yüksek çözünürlükte % 40-60 oranında yüksek çözünürlükte limitler olabilir, ancak aynı zamanda yüzey hatalarının veya demirleme hatalarının altında kalınması gerekir.

Creep ve yüksek Stres Düzeylerinde Gerilme

UHPC, düşük su içeriği ve yoğun mikroyapı nedeniyle normal betona kıyasla çok düşük ürpertici ve küçülme sergiliyor. Ancak, takviye, zaman içinde devam eden noktaya kadar devam ederse – örneğin, betonun kendisi, yüksek çözünürlükte kesintiye neden olabilir.[Dönetici:0) Bu durum, ABD'nin en düşük maliyetli davranışın sınırlı değildir.

Çevre Exposure altında Durability

UHPC'nin düşük geçirgenliği, fiber ingress, donattaw ve kimyasal saldırıya son derece dirençli hale getirir.Ancak takviye - özellikle çelik fiberler - bu, ACI 239, UHPC'de çatlakları azaltmak veya karbonatın yüksek çözünürlükte limitli yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olduğu gibi, özellikle de yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Bağlantılar ve Anchorage Challenges

Bir UHPC elemanı çok yüksek verim gücü ile güçlendirse bile, yüklerin transfer edildiği bağlantı, normal betonda olduğundan daha yüksek olabilir, ancak yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte artışlar gerektirir.[DDDKT:1] 800 MPa'ya göre, gerekli olan uzunlukta bulunan barlar için, UHPC ve yüksek kuvvetlendiricilerin kullanımı daha uzun olabilir.

Tasarım ve Standart Örnekler

Bina kodları ve tasarım yönergeleri, UHPC takviyesinin en yüksek verim gücünü etkili bir şekilde tanımlayan güvenlik faktörlerini ve limit durumlarını yükler. Örneğin, Amerikan Beton Enstitüsü (ACI) 239OURT:0) Ultra-High-Performance Concrete[FLT] ve Fransız İnşaat Mühendisliği Derneği (AFGC) önerileri çelik fiberlerin çekme katkısını, genellikle fib tasarımını kontrol etmek için değerlerini azaltır.

ABD'de ön kuvvetlendirmek için, ACI 318 kodu, ortalama 2,0'a kadar (Dönetici) daha yüksek çözünürlükte belirtilen temelleri sınırlandırır (Dönetici) ancak daha yüksek çözünürlükte kullanılan bir uygulama için kullanılan yüksek çözünürlükte belirtilenler için (örneğin, 60'a kadar) daha yüksek çözünürlükte belirtilenler için geçerlidir.

UHPC Kompozit Gergrasyon Faktörleri için Güç Azaltımı Faktörleri

Normal beton aksine, UHPC'nin çekme cevabı, fiber-contributed post-cracking güçünün bir fonksiyonu değildir. Tasarım değeri genellikle 8-15 MPa veya ksi için UHPC için fiber yönlendirme ve yükleme yönündedir.

Minimum Donma Gereksinimleri

Çok güçlü fiberlerle bile, kodlar, yüksek verimli fiberler içinde en az 1.2 kata kadar fiber hacmine bağlıdır.Bu nedenle, pratik güç, tasarımın tek belirleyicisi değildir - minimum verim gücü olan fiberler gerekli hacmi azaltamaz, çünkü düktif ve çatlaklar kontrol fiber sayıya bağlıdır.

Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları

Birkaç dönüm noktası projesi, UHPC tasarımının ne kadar pratik verimsiz olduğunu göstermektedir.Ş.Ücretsizce:0)Pherbrooke Footbridge[[Dönetici 1) Quebec'te inşa edilen ilk büyük UHPC yapılarından biri, fiberler tarafından kontrol edilen ve % 0,5'lik fiberler için tasarım stresi ile 25 yıl boyunca fiberler için bir parçalanmış ve 42 MPa'nın fiber verimini takiben (farklı) tespit edilmiştir.

UHPC'nin tam köprülü için uygulanmasının nedeni, $ 270'ın altında olduğu gibi, tasarım önlülüğün % 75'i kod gereksinimleri nedeniyle sınırlıydı. UHPC matrisi 180 MPa'nın sıkıştırıcı gücü arasındaydı, ancak yönetim sınırı tam bir köprünün altındaki bölümden oluşan baskılar, 0.6f'nın altındaydı.

sismik bölgelerde, örneğin, 370-Oakland Bay Köprüsü) retrofit, UHPC bağlantıları ve kapatma dökmeleri için kullanıldı. takviye gereksinimlerinden oluşuyordu: ASTM A706 Grade 60 barları (yield 420 MPa) yüksek çözünürlüklü barlar (örneğin, düşük ücretli barlar için yönetim kodu tarafından izin verilmedi.

Bu örnekler, UHPC takviyelerinde pratik verim gücü nadiren malzemenin en olası gücü olduğunu göstermektedir; bunun yerine, kod kısıtlamalarının bir kombinasyonu, bağ mekaniği, yorgunluk ve genel yapısal dükleme ile belirlenir.).

Sınırları itmek: Gelişen Teknolojiler

Araştırma, pratik verim gücünün üst sınırlarını zorlamaya devam ediyor. Nano-silica ve grafikene oksit, matrixi daha da ileri götürmek, bağ gücünü geliştirmek ve yüksek fiber streslere izin vermek için kullanılıyor. ”Ücretsiz USHPC, yeni mikro-tüm çelik iplikleri% 40-60 oranında göstermiştir, fiber verim için başarısızlık modundan geçiş yapmak ve böylece ham fiber verimine daha yakın hale getirmek gerekir.).For prestressed UHPC, yeni mikro-tüm çelik iplikler 2,200 MPa gelişmiştir.

UHPC'nin 3D baskı, basılı yollar boyunca fiberleri hizalama yeteneği sunar, baskılı yönde etkili verim gücünü arttırır. ancak, interkatlı bağ genellikle zayıftır, üretim hızını ödün vermeden pratik bir limit yaratabilir.).

Başka bir sınır:0)hybrid takviye sistemleri[Dönetici: 1) Yüksek güçli çelik fiberleri, yüksek çözünürlükte (SMAs) veya karbon kum kumaşı için yüksek çözünürlükte sağlayan sistemlerle birleştirmektedir.

Son olarak, UHPC karışımlarının optik tabanlı optimizasyonu [Dönetici:0) giderek artan tuzluluk olmadan fiber-matrix bağının en yüksek çözünürlükte olduğunu tespit eder. Algorithms, optik verim gücünü tahmin edebilir, hacim ve matris, tarihsel olarak sınırlı UHPC’ye sahip olan ekonomik ve fiziksel kısıtlamalara karşı hedef olan bir yaklaşıma olanak sağlar.

Sonuç: Pratik maksimum - Nereden Ayağa kalkacağız

UHPC güçlendirmelerinin verim gücü, yüksek çelik fiberler için 3.000 MPa'ya teorik olarak yaklaşabilir ve hatta karbon bazlı güçlendirmeler için daha yüksek değildir.Ancak pratik sınırlar genellikle 800-1,200 MPa fiberler ve 60-80'lerde tasarım stresi için tasarım stresi için, en uygun maliyetli ve güvenilir UHPC yapıları bugün sadece 815-düşüküme yakın plastik bölgelerin iç içe geçmesiyle birlikte çalışır.

Tasarımcılar için, mesaj açıktır: sistemi optimize etmeye odaklanır, sadece fiber verim.En yüksek güçlü takviyeli takviye kullanarak, matrix veya bağ sınırlı faktör haline gelir. yerine, UHPC takviyeleri ile fiber güç arasındaki denge sınırlarının dengelendiğiniz, en iyi performansı elde eder.Yeni malzemeler ve olgun teknikler olarak, pratik tavan yükselecek, ancak temel prensipler şunlardır:0) UHPC takviyeleri kullanan tüm güç limitleri UHPC takviyeleri, yük yolundaki en zayıf bağlantı tarafından tanımlanır.

[FONT=0]Further okuma:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜye Değerler: [DÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.