Specifikace UHPC pro apřesný strojstruktura znamená specifikovat více než jen název materiálu. „UHPC“ popisuje kategorii ultra-vysoko{2}}výkonných, vlákno{3}}vyztužených betonových receptur, design směsi s neměnným složením -, typ vlákna a proces vytvrzování se u různých dodavatelů liší a tyto variace ovlivňují pevnost v tlaku, tlumení a dlouhodobou-dlouhodobou rozměrovou stabilitu stroje způsoby, které jsou pro návrh stroje přímo důležité. Toto je praktický průvodce tím, co vlastně spadá do této specifikace.
Co odlišuje UHPC od standardního betonu na úrovni směsi
Standardní beton se spoléhá na běžný portlandský cement a hrubé kamenivo pro pevnost, s relativně porézní vnitřní strukturou. UHPC nahrazuje hrubé kamenivo jemnými reaktivními prášky, typicky obsahujícími křemičitý úlet a někdy mletý křemen, zabalený do mnohem hustší matrice s dramaticky sníženou vnitřní porézností. Toto zhuštění pohání pevnost UHPC v tlaku daleko za konvenční beton -, která běžně přesahuje 150 MPa ve srovnání se standardním betonem s rozsahem 20–40 MPa -, a také dává UHPC zlepšenou odolnost vůči absorpci vlhkosti a dlouhodobému-tečení ve srovnání s běžnými směsmi.
Poměr vody-k-pojivu je přísně kontrolován ve správné směsi UHPC, která je obecně udržována na nízké úrovni, aby se podpořila hustá struktura matrice, a na tento detail stojí za to se přímo zeptat dodavatele, aby - směs s nepřiměřeně vysokým poměrem vody-k-pojivu pro zamýšlené použití nedosáhla své nominální třídy pevnosti bez ohledu na to, co proces vyztužení nebo vytvrzení vlákna dělá.
Vyztužení vlákny: Volba, která utváří strukturální chování
Typ vlákna a dávkování jsou místa, kde se formulace UHPC pro danou aplikaci nejvýznamněji liší. Ocelová mikro-vlákna jsou tradiční volbou, která nabízí silné vyztužení v tahu a ohybu a účinné chování-přemosťování trhlin, ale přidává hmotu a v některých složeních i stupeň elektrické vodivosti, který může být důležitý pro citlivou elektroniku. Syntetická vlákna - často polypropylen nebo podobné polymery - vyměňují určitou pevnost v tahu za nižší hmotnost a -nevodivé chování, což může být důležité pro strojní struktury umístěné v blízkosti magnetických nebo elektronicky citlivých součástí.
Dávkování vláken, typicky vyjádřené jako procento objemu směsi, přímo ovlivňuje jak tažnost materiálu, tak jeho tlumicí vlastnosti. Vyšší dávka vláken obecně zlepšuje odolnost proti prasklinám a rozptyl energie, ale také zvyšuje náklady na materiál a může zkomplikovat proces odlévání, pokud je směs příliš hustá na to, aby správně tekla do složité geometrie formy. Tento kompromis-vyplatí se explicitně prodiskutovat s dodavatelem, spíše než akceptovat obecný popis „vysoce-výkonné směsi vláken“ bez upřesnění dávkování.
Proces odlévání a proč na designu formy záleží
Plynulost UHPC během odlévání umožňuje složité geometrie - vnitřní žebrování, chladicí kanály, zabudované montážní prvky -, díky kterým je v první řadě atraktivní pro strojní struktury. Ale stejná tekutost vyžaduje pečlivý návrh formy, aby se zabránilo segregaci vláken, kde se vlákna během lití nerovnoměrně usazují a vytvářejí nekonzistentní výztuž na hotovém dílu. Forma navržená bez zohlednění směru lití a dráhy toku může vytvořit strukturu s lokálně slabšími zónami, které se projeví až po zatížení součásti v provozu.
Vibrace během lití, standardní postup pro konsolidaci směsi a eliminaci vzduchových dutin, je třeba pečlivě kalibrovat pro UHPC, konkrétně - příliš málo vibrací zanechává dutiny, které podkopávají výhodu pevnosti materiálu, příliš mnoho může narušit orientaci a distribuci vláken.
Vytvrzování: Tam, kde uspěchaný plán podkopává celý mix
Hlavní údaje o pevnosti UHPC obvykle předpokládají specifický režim vytvrzování, často včetně fáze tepelného -úpravy nebo vytvrzování párou-, která urychluje pucolánovou reakci a dále zhušťuje matrici nad rámec toho, čeho dosahuje samotné vytvrzování v okolním prostředí. Díl UHPC vytvrzovaný pouze za okolních podmínek, bez specifikovaného tepelného zpracování, může výrazně zaostávat za svou nominální pevnostní třídou -, což je detail, který lze snadno kompromitovat uspěchaným výrobním plánem a který je pro zákazníka těžké ověřit, aniž by požadoval skutečná testovací data.
Co vlastně požadovat od dodavatele
Pro konstrukci stroje specifikovanou v UHPC se vyplatí požádat o údaje o zkoušce pevnosti v tlaku specifické pro daný návrh šarže nebo směsi, nikoli o obecný údaj o kategorii materiálu. Vyplatí se explicitně potvrdit typ vlákna a dávkování, protože samotné „vlákno-vyztužené“ nespecifikuje dostatek k předpovědi odolnosti vůči tlumení nebo praskání. A stojí za to se zeptat, jaký proces vytvrzování předpokládají uvedené údaje o pevnosti, protože směs vytvrzená jinak, než odrážejí její testovací data, nebude v praxi fungovat podle těchto údajů.
Spolupracujeme s UHPC jako součást naší přesné konstrukční produktové řady vedle žuly, minerálního odlévání a výroby kovů a praktické ponaučení z této práce je, že UHPC odměňuje skutečně navrženou směs a procesní disciplínu více než většina konstrukčních materiálů - hlavní hodnoty pevnosti jsou skutečné, ale jsou skutečné pouze pro součást skutečně vyrobenou podle návrhu směsi a plánu vytvrzování, proti kterým byla tato čísla měřena.