超高性能混凝土及其在建筑與交通工程的應用

孟慶博 劉建學

摘要：超高性能混凝土，也稱為UHPC，作為使用性能相對優異的特種工程建筑材料，近年來被廣泛用于我國的建筑和交通工程上，其中橋梁工程最具代性。UHPC具有極高的力學性能和耐久性，是一種全新的創新型建筑材料，合理地應用UHPC，可以不斷提高工程項目的整體質量，因此，相關建筑單位需要深入分析UHPC，充分發揮其的使用價值。

關鍵詞：UHPC;建筑與交通工程;應用

引言：

目前，UHPC作為水泥基礎建筑材料的重點發展方向，跟傳統的混凝土不同的是，UHPC含有大量的水泥，不使用粗制骨料，而是重點使用硅灰和纖維。為了在建筑與交通工程中更好地發揮出超高性能混凝土的應用價值，本文將重點圍繞超高性能混凝土展開論述，并深入分析其在建筑與交通工程中的具體應用。

一、超高性能混凝土

（一）超高性能混凝土的概述

超高性能混凝土也稱為UHPC，是活性粉末混凝土經過不斷發展得到的產物，在早期屬于超高性能的水泥基復合建筑材料。隨著UHPC發展逐步成熟，其的組成成分也逐漸固定化。UHPC的特點主要是強度高、耐久性強、流動性好以及具備很好的韌性，因此擁有更加貼近自然流平混凝土的使用性能，從而可以更好地用于薄壁或者異型的元件中，滿足不同的工程需求。

（二）超高性能混凝土配比問題分析

1、材料組成和配比情況

在配比UHPC的時候，一般情況下需要加入合適的超細活性礦物質，進而提高細粉填充面積，以此同時，在配比UHPC的過程中，需要充分利用化學反應，促使材料之間的孔隙減少、直徑變小，實現對UHPC內部結構的優化。另外，相關工作人員需要合理把控骨料的尺寸，避免砂漿與骨料之間的作用力而出現集中現象，這也是提高UHPC使用性能的措施之一。

2、精細化配比

根據相關研究結果表明，在排列原子的時候，如果直徑一致的情況下，體立方結構的密集系數是0.68.就算排列的是密集立方結構或者是心立方結構，密集系數也只能達到0.74而已[1]。所以，在配比UHPC的過程中，相關人員為了可以進一步提升UHPC內部結構的密集程度，一般都會在單獨的直徑大顆粒中擠進一個直徑小的顆粒，確保UHPC內部結構的密集度達到最高，進而提升UHPC的應用性能，在建筑與交通工程中充分發揮UHPC的應用價值，讓建筑與交通工程可以更好地為人們服務。

3、綠色化

在配比UHPC和應用的時候，為了最大程度地降低UHPC對環境的污染，確保UHPC的應用價值持續化，可以合理地使用再生材料和回收材料取代骨料，進而減少水泥等材料對生態的影響而導致材料的應用率降低。因此，UHPC需要朝著綠色化、環保化的方向發展，降低UHPC配比期間對環境造成影響。

（三）養護技術

在UHPC硬化期間，主要是通過使用加壓和熱養護的方式，減少化學收縮，加速水泥、石英粉和硅灰的化學反應，進而完善建筑材料的微觀結構。

（四）技術難點

UHPC在配比的時候，使用鋼纖維的含量較多，所以為了確保UHPC的使用性能，需要讓鋼纖維可以均勻分布。其次，UHPC的用水量較少、結構緊密，這就導致內部結構的收縮較大，那么該如何解決這個問題也是相關技術人員需要持續研究的問題之一。

二、UHPC的應用

現階段，我國人口快速增長、環境污染嚴重等問題越來越明顯，現代建筑工程不斷朝著跨越性和高層化發展，這也促使混凝土材料被廣泛用于建筑工程中，基于此，UHPC的性能得到了相應的發揮。就以1995年西雅圖市的Two Union Squai大廈為例，一共有56層，整棟建筑的高度是225.56米，在建筑施工的過程中，相關施工人員使用了UHPC，整個工程項目的工程造價降低了30%。因此，UHPC的應用不但可以確保高層建筑物的質量，滿足用戶的基本需求，還可以最大程度地降低施工成本，促使建筑企業取得更好的經濟效益。

2001年在美國伊利諾斯州，相關技術人員應用了UHPC建筑材料建成直徑為10米的圓形屋頂，該屋頂并沒有使用鋼筋，只是充分利用了UHPC的延展性，滿足了構建對應力和拉力的要求。

UUHPC預制的構件在高層建筑物建設和地鐵中也得到了廣泛的應用，而且從實際情況看，效果不錯[2]。其次，UHPC也常被用在橋梁工程項目的建設中，也就是說，將UHPC作為主要的施工材料進行橋梁關鍵部位的建設，從根本上提高橋梁的安全性和使用穩定性，確保來往車輛的安全。2000-2001年期間，在法國完成了第一座由UHPC建設而成的橋梁，從該橋梁的實際情況展開分析，橋梁主要是由兩個距離為20米的簡支架組成，相關工作人員將UHPC合理地填充到兩個跨度之間，如此一來，可以讓兩個跨度之間得到連接形成橋面，每一座橋的行車道是9米，人行道2米，為人們提供了交通便利。近些年來，我國相關人員從未停止對UHPC的研究腳步，以及深入分析UHPC在建筑與交通工程中的應用，而且，還需要根據施工的實際需求進行使用，例如，現在隨處可見的人行天橋。同時，我國也試著將UHPC應用在鋼箱橋梁的建設工程商，而且一旦橋梁完工投入使用，都取得了不錯的效果。隨著我國對UHPC的深入研究分析，以及可以根據實際情況投入到建筑與交通工程中，也可以促使人們對UHPC有一個全新的認識和了解。合理地使用UHPC，不但可以提高建筑與交通工程的施工質量，確保人身安全，同時，還可以為建筑企業帶來更加客觀的經濟效益，進而提高市場競爭力。

三、結束語

綜上所述，UHPC是一種新型、環保而且具備一切優良性能的特種工程材料。隨著建筑行業朝著環保化、經濟化的方向發展，如何降低UHPC對環境帶來的影響從而提高企業的經濟效益，是其在建筑與交通工程中被廣泛應用時需要解決的問題。

參考文獻：

[1]陳向滔.超高性能混凝土及其在建筑與交通工程的應用[J].綠色環保建材，2019，No.148（06）：250+254.

[2]黃南英.超高性能混凝土及其在建筑與交通工程的應用[J].建材與裝飾，2019（18）.