초고 성능 콘크리트,프리 캐스트,프리스트레스 콘크리트 혁명 준비
초고성능 콘크리트는 프리캐스트 콘크리트 시공을 위한 최고의 소재로 빠르게 부상하고 있습니다. 1990 년대 초에”반응성 분말 콘크리트”로 처음 소개 된이 물질은 지난 10 년 동안 미국 및 해외에서 사용량이 증가하는 것을 보았습니다.
프랑스,일본,말레이시아의 도로교,캐나다와 베네수엘라의 보행자 교량,캐나다와 프랑스의 지붕 패널 및 건축 정면 등을 건설하는 데 사용되었습니다.
미국에서는 버지니아와 아이오와에 브리지 빔,뉴욕과 델라웨어에 브리지 데크 오버레이,20 개 이상의 다른 주에서 프리 캐스트 브리지 멤버 간의 필드 캐스트 조인트를 구성하는 데 사용되었습니다. 연방 및 주 교통 기관,국가 산업 단체,개인 소유주 및 콘크리트 생산자의 지속적인 연구 개발 노력은이 기술을 더욱 발전시켜 운송 및 건축 건설 분야에서보다 광범위하게 채택 할 수 있도록 노력하고 있습니다.
이 소재의 고유 한 성능 특성을 활용하기에 적합한 핵심 산업 중 하나는 프리 캐스트 프리스트레스 콘크리트 산업입니다.
섬유 강화,시멘트 기반 재료입니다. 그것은 기존의 콘크리트와 같은 많은 재료를 포함—시멘트,보조 시멘트질 재료(스티),고운 모래,화학 혼합물—하지만 재료는 모래에 실리카 흄에서 재료의 조밀 한 패킹을 만들기 위해 비례한다,즉.가장 거친 재료에서.
대부분의 기존 콘크리트 혼합물보다 시멘트질 재료 함량의 두 배 이상. 그러나,물-바인더 비율(승/비)은 종종 0.20 이하이며,특수 고 범위 물 감속기의 사용에 의해 촉진됩니다. 초저 중량/비와 결합 된 고밀도 입자 패킹은 콘크리트에 뛰어난 강도와 내구성을 제공하는 고도로 정제 된 미세 구조를 만듭니다. 결과적으로 해양 및 제빙 노출과 같은 까다로운 환경에서도 200 년 이상의 기대 수명을 가질 수 있습니다.
은 없지 균일하게 동의 정의 UHPC,전형적인 UHPC 압축 강점을 초과하는 17,000psi 많은 상업적으로 사용할 수 있 UHPC 재를 달성할 수 있는 강점의 30,000psi 나 더 있습니다. 기존 및 고성능 콘크리트에 비해 압축 강도는 3~5 배 증가 할 수 있습니다. 그러나,압축 강도는 이 물자의 가장 뜻깊은 재산이 아닙니다. 특히 구조용 프리캐스트 어플리케이션을 위한 구조용 프리캐스트 콘크리트와 다른 종류의 콘크리트의 주요 차별화 요소는 재료의 높은 인장 성능입니다.이 성능은 정제된 미세구조와 고강도 강철 미세섬유의 조합에서 파생됩니다.이 미세섬유는 약 1~3%의 용량으로 혼합물에 통합됩니다(약 130~390 파운드/입방야드).
1,000 사이 이상의 직접적인 인장 강도 및 2,500 사이 이상의 굴곡 강도를 달성하도록 설계 될 수있다. 또한,잘 설계된 UHPC 혼합물을 전시할 수 있습니다 중요한 포스트-부수 연성과 변화는 크게 증가하고 잔류 굴곡 강도로 요소의 굴절 후에 균열이 생기고 있습니다.
높은 인장 강도 및 후 균열 연 성 구조 설계에 대 한 상당한 혜택을 제공 합니다. 첫째,균열 후 연성 및 변형 경화 거동은 고장이 임박 할 때 코드 위임 연성을 달성하기 위해 기존의 콘크리트에 필요한 최소 철근의 가상 제거를 허용 할 수 있습니다.
둘째,높은 연성으로 인해 엄청난 재료 인성이 발생하여 철근의 도움 없이도 에너지를 흡수 할 수 있습니다.
셋째,높은 인장 강도는 재료의 전단 저항을 증가 시키며,빔 설계에서 전단 등자를 완전히 제거 할 수 있습니다. 등자를 제거함으로써 요소 설계 및 생산을 단순화 할 수 있으며 멤버 웹(스템)너비를 줄일 수 있습니다. 사실,보,기둥 및 기타 구조 부재는 종래 철근 콘크리트 부재와 동일한 용량을 제공하면서 재료의 부피와 무게가 훨씬 적은 단면으로 설계 될 수 있습니다.
프리캐스트 프리스트레스 콘크리트 기술 발전
프리캐스트 프리스트레스 콘크리트 산업의 역량 향상에 대한 상당한 약속을 보여줍니다. 이 재료의 성능 특성은 수용 가능한 강도 및 서비스 가능성을 유지하는 구조 시스템의 설계를 허용하면서 부재 가중치,확장 된 스팬 길이 및 덜 보강 할 수 있습니다. 더욱,이 물자에 의해 주어진 높은 내구성으로,이 구조상 체계는 스테인리스 및 비 금속 철근을 이용하는 디자인에 저가 편익 비율 대안으로 바다 신청 및 차 날씨 노출과 같은 지나치게 요구하는 환경에서 배치될 수 있습니다.
프리캐스트 프리스트레스 콘크리트 산업에서 광범위하게 구현되기 위해서는 다음과 같은 두 가지 조건이 충족되어야 한다.독특한 성능 특성. 이러한 절차는 종래의 콘크리트 제품에 비해 단면의 약 50%감소를 가능하게함으로써 엄청난 가치를 제공 할 수있다.
프리캐스트/프리스트레스 콘크리트 연구소는 이러한 필요성을 인식하고 업계의 이익을 위한 연구 프로젝트를 지원하기 위한 자원을 아끼지 않았습니다. 전체 프로젝트 및 설계 가이드 라인 개발은 오마하의 전자에 의해 주도되고있다.,프로젝트의 재료 측면은 저자’회사의 두에 의해 주도 된 반면,위스,재니,노스 브룩의 엘 스트 너 어소시에이츠,악.
이 프로젝트의 주요 목표는 북미 전역의 프리캐스터 시설에서 현지에서 구할 수 있는 재료를 기반으로 한 비용 효율적인 복합재료 믹스를 구현하기 위한 방법을 개발하고 건물 및 교량에 최적화된 구조 구성원을 위한 설계 지침과 새로운 설계를 개발하는 것입니다.
지금까지 프로젝트 팀은 프리캐스트 프리스트레스 콘크리트 생산 시설에서 혼합재료의 설계 및 구현에 대한 지침과 권장 사항을 개발했으며 미국 전역의 5 개 시설에서 생산을 통해 이러한 절차를 검증했습니다. (그림 1 참조).
또한,장거리 교량 및 건물 요소의 프로토 타입은 설계 서비스 부하를 초과하는 궁극적 인 회원의 강점과 함께,프로젝트 팀에 의해 설계,생산 및 테스트되었습니다. 이러한 제품들은 기존의 콘크리트 및 철강 대체재들과 경쟁력이 있을 것으로 예상되고 있습니다. 현재까지의 진행 상황은 2 월에 발표 된 1 단계 보고서에 요약되어 있습니다.
그림 1. 자체 통합 일관성을 보여주는 통합의 배치.
또한 250 피트,수용 가능한 운송 및 발기 한도 내에서 현장 버팀목 또는 접합이 필요없이 브리지 빔을 개발할 수 있습니다. 다음 두 예제에서는 응용 프로그램의 강력한 잠재력을 보여 줍니다.
그림 2 는 건물에 사용하기 위한 설계 개념을 보여줍니다. “제 2 의”모양 단면은 22 인치의 깊이를 사용하여 60 피트 경간을 허용하는 미리 틀에 넣어 만들어진,압축 응력을 받는 바닥 패널입니다. 이 디자인에는 프리스트레스 스트랜드 이외의 강철이 필요하지 않습니다. 상단 플랜지는 두께가 1 인치이고 줄기는 너비가 2 인치입니다. 전체 무게는 3 인치 미만의 단단한 슬래브에 해당합니다. 설치,처마 밑면은 줄기 사이에 스트레칭 빛 게이지 장선에 폐쇄 석고 보드로 덮여 것,그리고 줄기는 유틸리티의 통합을 허용하는 구멍이 있습니다. 이 긴 경간 제품으로,주거 다층 건물은 공간 이용의 효율성 및 거주자의 안전을 강화하는 더 낮은 층에 있는 란 자유로운 주차가 있을 수 있습니다. 상대적으로 얕은 구조 깊이—기계,전기 및 배관 시스템을 통합-공간과 비용 효율적인 이야기 높이의 효율적인 사용을 제공합니다.
그림 2. 그림 3 은 가속 교량 건설에서 40~60 피트 스팬에 사용되는 기존의 콘크리트 슬래브 빔을 보여줍니다. 이 그림은 또한 동일한 깊이,너비 및 하중 용량을 사용하여 최적화 된 무효 상자 슬래브를 보여줍니다. 이 제품은 기존의 유사한 콘크리트 빔에 비해 콘크리트의 약 52%와 철근의 4%미만을 보유하고 있습니다. 플로리다 도트 구조 실험실의 본격적인 테스트는이 빔 디자인이 다리에 필요한 것보다 훨씬 높은 굴곡,전단,펀칭 전단 및 횡 방향 용량을 가지고 있음을 보여주었습니다. 요소 설계의 추가 개선은 사용 된 가닥 수의 감소를 정당화 할 수 있으며,이는이 데모를 위해 기존의 콘크리트 제품과 동일하게 유지되었습니다.
그림 3. 교량 신청을 위한 상자 석판. 왼쪽:보강재를 보여주는 기존 콘크리트 상자 슬래브(거푸집 설치 전);오른쪽: 최적화 된 상자 슬래브(거푸집 공사 및 폼 보이드 성형 블록 아웃이 있음).
결론
프리 캐스트,프리스트레스 콘크리트 산업,특히 긴 스팬 또는 강화 된 내구성이 유익한 대규모 응용 분야에서 혁명을 일으킬 잠재력이 있습니다. 새로운 설계와 새로운 설계 절차를 통해 기존 콘크리트 및 철강 대안과 원가 경쟁력이 있으며 장기적인 수명주기 비용 기준으로 추가 가치를 제공 할 수 있습니다. 우리는 우리의 제품,서비스 및 더 많은 것을 제공하기 위하여 최선을 다할 것입니다.