混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能對(duì)比）：表1 :普通混凝土、高 性能混凝土和超高性能混凝土 (活性粉末混凝土）材料性能對(duì)比
超高性能混凝土的設(shè)計(jì)理論是最大堆積密度理論（densified particle packing),其 組成材料不同粒徑顆粒以最佳比例形成最緊密堆積，即毫米級(jí)顆粒（骨料）堆積的間隙由 微米級(jí)顆粒（水泥、粉煤灰、礦粉）填充，微米級(jí)顆粒堆積的間隙由亞微米級(jí)顆粒（硅灰） 填充。早在1931年，Andressen就建立了最大堆積密度理論的數(shù)學(xué)模型。然而，直到上世 紀(jì)七十年代末，在高效減水劑技術(shù)與產(chǎn)品性能大幅度提高的基礎(chǔ)上，采用該模型設(shè)計(jì)配制 的第一代超高性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet (水泥與混凝土試 驗(yàn)室）誕生，稱作CRC(Compact Reinforced Composite,密實(shí)增強(qiáng)復(fù)合材料）。CRC與目前 的UHPC達(dá)到基本相同的力學(xué)性能，最高抗壓強(qiáng)度超過400MPa，使用燒結(jié)鋁礬土作骨料，同 時(shí)使用鋼纖維提高材料的韌性，所以稱作"復(fù)合材料"。受到當(dāng)時(shí)高效減水劑性能的限制， CRC或早期UHPC比較粘滯，振搗密實(shí)較困難，還不便于現(xiàn)澆應(yīng)用。上世紀(jì)九十年代，歐洲開 展了合作研究項(xiàng)目，世界各地也廣泛開展相關(guān)研究，這種材料獲得一個(gè)新名稱"活性粉末混 凝土，簡(jiǎn)稱RPC"。"超高性能混凝土 UHPC"的名稱形成于本世紀(jì)，因?yàn)榕c早期的CRC或RPC 相比，隨著設(shè)計(jì)理論的完善、超高效減水劑（聚羧酸系）問世和配制技術(shù)的進(jìn)步，這種材料 已具備了普通混凝土的施工性能，甚至可以實(shí)現(xiàn)自密實(shí)，可以常溫養(yǎng)護(hù)，已經(jīng)具備廣泛應(yīng)用 的條件。UHPC與普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括：不使用粗骨料，必須使用硅 灰和纖維（鋼纖維或復(fù)合有機(jī)纖維），水泥用量較大，水膠比很低。UHPC的組成見表2。表 2 :超高性能混凝土 UHPC基本組成
UHPC堪稱耐久性最好的工程材料，適當(dāng)配筋的UHPC力學(xué)性能接近剛結(jié)構(gòu)，同時(shí)UHPC具 有優(yōu)良的耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特別適合用于大跨徑橋梁、抗爆結(jié)構(gòu)（軍事工程、銀 行金庫(kù)等）和薄壁結(jié)構(gòu)，以及用在高磨蝕、高腐蝕環(huán)境。目前，UHPC已經(jīng)在一些實(shí)際工程中 應(yīng)用，如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁（實(shí)例見表3)、薄壁筒倉(cāng)、核廢料罐、鋼索錨固加強(qiáng) 板、ATM機(jī)保護(hù)殼，等等?？梢灶A(yù)計(jì)，還會(huì)有越來越多的應(yīng)用。表3:法國(guó)第一座UHPC公路 橋梁混凝土組成和性能
如圖1所不，超商性能混凝土粧包括超商性能混凝土粧頭1和超商性能混凝土粧身2， 兩者均可在陸地上進(jìn)行預(yù)制，超高性能混凝土樁上接超高性能混凝土平臺(tái)，平臺(tái)是一個(gè)薄 壁筒體3+填充物4形成的組合結(jié)構(gòu)，底面與四周側(cè)面均采用超高性能混凝土材料，采用預(yù) 制或現(xiàn)場(chǎng)澆筑形式均可，筒體內(nèi)部填充普通混凝土，形成整體結(jié)構(gòu)，用于支撐人工島其他設(shè) 施重力。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：利用超高性能混凝土樁的超高抗壓性能來減小樁基礎(chǔ)的截 面尺寸并降低其施工難度與提供施工效率；利用超高性能混凝土樁與平臺(tái)的低孔隙率特性 來提高人工島的抗腐蝕性能，延長(zhǎng)人工島的使用壽命。本發(fā)明的新型結(jié)構(gòu)與施工方法可廣 泛適用于海礁成島的工程建設(shè)中，具有良好的力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)效益。
[0026] 上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng) 理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括插入海礁 盤內(nèi)的多個(gè)預(yù)制混凝土樁和設(shè)在預(yù)制樁上的混凝土平臺(tái)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)，其特征在 于：所述混凝土樁為超高性能混凝土制成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)，其特征在 于：所述混凝土平臺(tái)由薄壁筒體和設(shè)在薄壁筒體內(nèi)的填充物構(gòu)成，所述薄壁筒體由超高性 能混凝土制成，填充物為混凝土。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)，其特征在 于：所述混凝土樁下端設(shè)有超高性能混凝土樁頭。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)，其特征 在于：所述混凝土樁樁身的橫截面為圓形、矩形、方形、環(huán)形或工字型，樁頭為實(shí)心圓錐形結(jié) 構(gòu)。6. -種可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)的施工工藝，其特征在于：其 按以下步驟進(jìn)行： (一） 在陸地上預(yù)制超高性能混凝土樁，通過海運(yùn)運(yùn)輸?shù)胶＝副P附近，利用海上平臺(tái)將 超1?性能混凝土粧打入海確盤中； (二） 待超高性能混凝土樁施工完畢后，在其上面施工一個(gè)超高性能混凝土薄壁筒體； (三） 在超高性能混凝土薄壁筒體填充普通混凝土，使兩者形成整體共同受力； (四） 最后在其平臺(tái)上面建設(shè)人工島相應(yīng)的設(shè)施。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工工藝，其特征在于：所述混凝土樁樁身的橫截面為圓形、 矩形、方形、環(huán)形或工字型，樁頭為實(shí)心圓錐形結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)及施工工藝，該可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括插入海礁盤內(nèi)的多個(gè)預(yù)制混凝土樁和設(shè)在預(yù)制樁上的混凝土平臺(tái)。該可用于海礁成島建設(shè)的超高性能混凝土工程結(jié)構(gòu)及施工工藝可降低海礁成島的建設(shè)成本，提高海礁成島的施工效率。
【IPC分類】E02B17/00
【公開號(hào)】CN105525601
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510097642
【發(fā)明人】陳寶春, 黃卿維, 江世好
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日