超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,英文縮寫為UHPC)是一種具有高強度、高韌性、高體積穩(wěn)定性和優(yōu)良耐久性的新型水泥基復合材料。在新型混凝土材料研究領域,收縮問題始終是所有研究學者關注的焦點,也是限制UHPC在結(jié)構(gòu)工程中廣泛應用的因素之一。收縮是導致混凝土開裂的主要原因,混凝土一旦開裂,則會大大降低結(jié)構(gòu)的耐久性,甚至威脅到結(jié)構(gòu)的安全。不同養(yǎng)護條件下UHPC的收縮性能是不同的,已有研究表明:UHPC經(jīng)過熱養(yǎng)護后干燥收縮值會大幅減少,其原因是熱養(yǎng)護后UHPC中孔結(jié)構(gòu)得到細化,基體變得更密實。本文研究了不同養(yǎng)護條件下UHPC試件的早期收縮和干燥收縮,并著重研究了熱養(yǎng)護過程中UHPC的收縮變形特點以及熱養(yǎng)護過后UHPC的收縮發(fā)展趨勢。另外,本試驗通過壓汞試驗、電鏡觀測、差熱分析微觀試驗來進行機理分析。研究結(jié)果如下:

(1)標準養(yǎng)護條件下,UHPC的早期收縮值較大,約為干燥收縮值的1.5倍。當齡期為65d時,UHPC的收縮趨于穩(wěn)定,為1490με。(2)UHPC的溫度膨脹系數(shù)為11.76με/°C。在熱養(yǎng)護過程中,UHPC在50°C以內(nèi)基本不發(fā)生收縮,當溫度接近70°C時,收縮值迅速增加,最終的收縮值為450με。(3)隨著配筋率的提高,UHPC在熱養(yǎng)護過程中的收縮減小,這說明配筋能夠抑制UHPC在熱養(yǎng)護過程中的收縮。配筋UHPC在熱養(yǎng)護過程中的彈性應變很小,約為2.4με~10.37με,所以產(chǎn)生的殘余應力很小。(4)試件尺寸對收縮有很大的影響,小尺寸試件的收縮通常要小于大尺寸試件的收縮,這是小尺寸試件中鋼纖維定向分布造成的。(5)通過對不同齡期UHPC試件的微觀結(jié)構(gòu)的分析,經(jīng)熱養(yǎng)護后,孔結(jié)構(gòu)得到細化,生成的水化產(chǎn)物更多,并且減少了Ca(OH)_2和鈣礬石的體積。

在常溫養(yǎng)護條件下，具備高強、高延性、高耐久性、良好施工性能等特征?！? TENACAL?基于最緊密堆積原理由計算機精確設計，可將多元復合體系的宏觀缺陷降到最低；并運用先進的分子活化技術，使膠凝體系發(fā)揮出最大功效，形成高度致密的無機質(zhì)基體，在提供優(yōu)良力學性能的同時，具備極佳的抗?jié)B、抗凍融、耐腐蝕、耐高溫、抗沖磨等耐久性?！? 均布于TENACAL?基體中的特種纖維為其提供了高抗拉強度、類金屬的拉伸應變強化、高延性、多點分布微裂紋開展以及高抗爆、抗侵徹等特性?！? TENACAL?表觀為一種粉體材料，按配比加水攪拌之后，具有自流平的流動性能，可滿足各種復雜工況的現(xiàn)場施工要求，亦可在工廠制作各種復雜形狀的預制構(gòu)件?！? TENACAL?突破了RPC材料需高溫蒸養(yǎng)的瓶頸，大大拓寬了應用范圍，可在5℃以上施工。早強型產(chǎn)品可在澆筑后2小時開放交通。

uhpc的配制強度可按公式如下：

普通混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸和自重均較大，使得活載應力低，疲勞問題并不突出。相比之下，超高性能混凝土（UHPC）具有優(yōu)異的力學性能和耐久性，基于該材料設計的結(jié)構(gòu)往往趨于輕薄化，導致結(jié)構(gòu)中的動力荷載比例越來越高，疲勞問題不容忽視。本文介紹了UHPC的軸壓、軸拉、彎拉疲勞性能，并簡要分析各國規(guī)范在UHPC抗疲勞設計方面的要求。

疲勞問題的分類：

疲勞可定義為在反復荷載作用下，材料或結(jié)構(gòu)性能的永久性、漸進性改變過程，該過程伴隨著裂縫的萌生與擴展，并最終導致疲勞斷裂。結(jié)構(gòu)的疲勞損傷一般在遠低于承載力的荷載下出現(xiàn)，其過程具有持續(xù)性，且破壞時往往具有突發(fā)性，因而疲勞破壞可能帶來災難性后果，應通過合理設計予以避免。

根據(jù)疲勞荷載的循環(huán)次數(shù)，疲勞問題可分為低周疲勞、高周疲勞和超高周疲勞。

國內(nèi)外學者已對UHPC開展了一些疲勞試驗研究，揭示了UHPC的基本疲勞性能?？傮w而言，UHPC中無粗骨料，基體致密，且摻入了大量鋼纖維，基體開裂后，鋼纖維能夠傳遞應力并阻止裂縫擴展，從而表現(xiàn)出很強的應力與變形重分布能力。因此， UHPC的疲勞性能要遠優(yōu)于普通混凝土和鋼纖維混凝土。