Посочване на UHPC за aпрецизна машинаструктура означава уточняване на нещо повече от име на материал. „UHPC“ описва категория с ултра-висока-производителност, влакнести-стоманобетонни формулировки, без единичен фиксиран състав - дизайнът на сместа, типът влакна и процесът на втвърдяване варират между доставчиците и тези вариации влияят върху якостта на натиск на завършената конструкция, поведението на затихване и дългосрочната-стабилност на размерите по начини, които имат пряко значение за дизайна на машината. Това е практическо ръководство за това какво всъщност влиза в тази спецификация.
Какво отличава UHPC от стандартния бетон на ниво смесване
Стандартният бетон разчита на обикновен портланд цимент и едър добавъчен материал за здравина, със сравнително пореста вътрешна структура. UHPC заменя грубите агрегати с фини реактивни прахове, обикновено включващи силициев диоксид и понякога смлян кварц, опаковани в много по-плътна матрица с драматично намалена вътрешна порьозност. Това уплътняване е това, което кара якостта на натиск на UHPC да надхвърля конвенционалния бетон - обикновено надвишаващ 150 MPa в сравнение с диапазона от 20–40 MPa на стандартния бетон - и също така придава на UHPC неговата подобрена устойчивост на абсорбция на влага и дългосрочно-пълзене в сравнение с обикновените смеси.
Съотношението вода{0}}към-свързващо вещество е строго контролирано в подходящ UHPC микс, като обикновено се поддържа ниско, за да се поддържа структурата на плътната матрица, и това е детайл, който си струва да попитате доставчика за директно - смес с неподходящо високо съотношение вода-към-свързващо вещество за предвиденото приложение ще представи по-ниски от номиналния си клас на якост, независимо от това каква е армировката или процесът на втвърдяване се извършва след това.
Подсилване на влакна: изборът, който оформя структурното поведение
Типът влакно и дозировката са мястото, където UHPC формулировките се различават най-значимо за дадено приложение. Стоманените микро-влакна са традиционният избор, предлагайки силна армировка на опън и огъване и ефективно поведение при-преодоляване на пукнатини, но добавяйки маса и, в някои състави, степен на електрическа проводимост, която може да има значение в близост до чувствителна електроника. Синтетичните влакна - често полипропилен или подобни полимери - разменят някои характеристики на опън за намалено тегло и не-проводимо поведение, което може да има значение за машинни структури, разположени близо до магнитни или електронно чувствителни компоненти.
Дозировката на влакната, обикновено изразена като процент от сместа по обем, влияе пряко както върху пластичността на материала, така и върху неговите характеристики на затихване. По-високата доза влакна обикновено подобрява устойчивостта на пукнатини и разсейването на енергията, но също така увеличава материалните разходи и може да усложни процеса на леене, ако сместа стане твърде гъста, за да се влива правилно в сложна геометрия на формата. Този компромис-заслужава да се обсъди изрично с доставчика, вместо да се приеме общо описание на „високо{3}}ефективна смес от влакна“ без специфична доза.
Процесът на отливане и защо дизайнът на формата е важен
Плавността на UHPC по време на леене е това, което позволява сложните геометрии - вътрешни ребра, охлаждащи канали, вградени монтажни функции -, които го правят привлекателен за машинни структури на първо място. Но същата тази течливост изисква внимателен дизайн на матрицата, за да се избегне сегрегацията на влакната, където влакната се утаяват неравномерно по време на изливането и създават непостоянна армировка в завършената част. Форма, проектирана без отчитане на посоката на изливане и пътя на потока, може да произведе структура с локално по-слаби зони, които няма да се покажат, докато частта не е под натоварване в експлоатация.
Вибрацията по време на леене, стандартна практика за консолидиране на сместа и елиминиране на въздушни кухини, трябва да се калибрира внимателно за UHPC специално - твърде малко вибрации оставя кухини, които подкопават предимството на якостта на материала, твърде много могат да нарушат ориентацията и разпределението на влакната.
Втвърдяване: където бързият график подкопава целия микс
Основните данни за якост на UHPC обикновено предполагат специфичен режим на втвърдяване, често включващ топлинна-обработка или фаза на-втвърдяване с пара, която ускорява пуцолановата реакция и допълнително уплътнява матрицата отвъд това, което постига само втвърдяването на околната среда. Част от UHPC, втвърдена само при условия на околната среда, без определената топлинна обработка, може значително да падне по-малко от номиналния си клас на якост - детайл, който е лесен за компромис при бърз производствен график и труден за проверка от клиента, без да изисква действителни данни от теста.
Какво всъщност да поискате от доставчик
За структура на машина, посочена в UHPC, струва си да поискате данни от теста за якост на натиск, специфични за цитираната партида или смесена конструкция, а не обща цифра за категорията на материала. Струва си да потвърдите изрично типа на влакното и дозировката, тъй като „подсилено с влакно-“ само по себе си не уточнява достатъчно, за да предскаже устойчивостта на затихване или напукване. И си струва да се запитаме какъв процес на втвърдяване предполагат цитираните цифри за якост, тъй като смес, втвърдена по различен начин от показаните в нейните тестови данни, няма да се справи с тези данни на практика.
Ние работим с UHPC като част от нашата продуктова линия за прецизни структурни продукти заедно с гранит, минерално леене и металообработване и практическият урок от тази работа е, че UHPC възнаграждава една наистина проектирана смес и дисциплина на процеса повече от повечето структурни материали - главните числа за якост са реални, но те са реални само за част, която действително е произведена според дизайна на сместа и графика за втвърдяване, спрямо които са измерени тези числа.