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Jul 19, 2023

극단론자

초고성능 콘크리트(UHPC)는 프리캐스트 콘크리트 건설을 위한 최고의 재료로 빠르게 떠오르고 있습니다. 1990년대 초 “반응성 분말 콘크리트”로 처음 소개된 이 재료는

초고성능 콘크리트(UHPC)는 프리캐스트 콘크리트 건설을 위한 최고의 재료로 빠르게 떠오르고 있습니다. 1990년대 초에 "반응성 분말 콘크리트"로 처음 ​​소개된 이 재료는 지난 10년 동안 미국과 해외에서 사용이 증가해 왔습니다.

UHPC는 프랑스, ​​일본, 말레이시아에서 도로 교량 건설에 사용되었습니다. 캐나다와 베네수엘라의 보행자 다리; 캐나다와 프랑스의 지붕 패널 및 건축 정면; 그리고 더.

미국에서는 버지니아와 아이오와의 교량 빔, 뉴욕과 델라웨어의 교량 데크 덧씌우기, 기타 20개 이상의 주에서 프리캐스트 교량 부재 간의 현장 주조 조인트를 건설하는 데 UHPC가 사용되었습니다. 연방 및 주 교통 기관, 국가 산업 조직, 개인 소유주 및 콘크리트 생산업체의 지속적인 연구 개발 노력은 이 기술을 더욱 발전시켜 교통 및 건축 부문 모두에서 보다 광범위하게 채택될 수 있도록 노력하고 있습니다.

이 재료의 고유한 성능 특성을 활용하는 데 가장 적합한 주요 산업 중 하나는 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 산업입니다.

UHPC는 섬유강화 시멘트 기반 소재입니다. 여기에는 시멘트, 시멘트 보충재(SCM), 고운 모래, 화학 혼화제 등 기존 콘크리트와 동일한 재료가 많이 포함되어 있지만, 재료는 실리카 흄부터 모래까지, 즉 가장 거친 재료부터 최고급.

UHPC 혼합물의 총 시멘트질 재료 함량은 재료 cu yd당 1,500lbs를 초과할 수 있으며, 이는 대부분의 기존 콘크리트 혼합물의 시멘트질 재료 함량의 두 배 이상입니다. 그러나 물 대 결합제 비율(w/b)은 종종 0.20 이하이며 특수 고감수제 사용으로 인해 촉진됩니다. 초저 w/b와 결합된 조밀한 입자 충전은 콘크리트에 탁월한 강도와 내구성을 제공하는 고도로 정제된 미세 구조를 생성합니다. 결과적으로 UHPC 요소는 해양 및 제빙 노출과 같은 까다로운 환경에서도 200년 이상의 기대 수명을 가질 수 있습니다.

UHPC에 대해 통일적으로 합의된 정의는 없지만 일반적인 UHPC 압축 강도는 17,000psi를 초과하며, 상업적으로 이용 가능한 많은 UHPC 재료는 30,000psi 이상의 강도를 달성할 수 있습니다. 기존 콘크리트 및 고성능 콘크리트에 비해 UHPC는 압축강도를 3~5배 증가시킬 수 있습니다. 그러나 압축 강도는 이 재료의 가장 중요한 특성이 아닙니다. 구조용 UHPC와 다른 종류의 콘크리트, 특히 구조용 프리캐스트 용도의 주요 차별화 요소는 재료의 높은 인장 성능입니다. 이는 정제된 미세 구조와 고강도 강철 마이크로섬유의 조합에서 파생됩니다. 부피 기준 약 1% 및 3%(약 130~390lbs/cu yd).

구조적 UHPC 혼합물은 1,000psi 이상의 직접 인장 강도와 2,500psi 이상의 굴곡 강도를 달성하도록 설계될 수 있습니다. 더욱이, 잘 설계된 UHPC 혼합물은 상당한 균열 후 연성 및 변형 경화를 나타낼 수 있으며, 균열 후 요소가 휘어짐에 따라 잔류 굽힘 강도가 크게 증가합니다.

UHPC의 높은 인장 강도와 균열 후 연성은 구조 설계에 상당한 이점을 제공합니다. 첫째, 균열 후 연성 및 변형 경화 거동을 통해 파손이 임박했을 때 규정에서 요구하는 연성을 달성하기 위해 기존 콘크리트에 필요한 최소 철근을 사실상 제거할 수 있습니다.

둘째, UHPC의 높은 연성은 재료의 인성을 엄청나게 높여 철근의 도움 없이도 에너지를 흡수하는 능력을 향상시킵니다.

셋째, 인장강도가 높으면 재료의 전단저항이 증가하여 보 설계에서 전단스터럽을 완전히 제거할 수 있습니다. 등자를 제거함으로써 요소 설계 및 제작이 단순화되고, 부재 웹(스템) 폭이 감소될 수 있습니다. 실제로 보, 기둥 및 기타 UHPC 구조 부재는 기존의 철근 콘크리트 부재와 동일한 용량을 제공하면서 재료의 부피와 무게가 훨씬 적은 단면으로 설계될 수 있습니다.