UHPC відкриває двері для нових ідей і захоплюючих можливостей для реконструкції будівель. Деякі дослідницькі роботи щодо використання UHPC у запропонованих гібридних структурах підсумовані нижче.
Використання UHPC з армованим скловолокном полімером (GFRP) є запропонованою гібридною ідеєю, яка надихнула багатьох сучасних дослідників. Elmahdy та ін. [85] експериментально вивчали інноваційну конструкцію з використанням UHPC у змішаних пучках. Балкова частина являє собою порожнисту коробку з GFRP. Зверху тонке покриття з UHPC використовується для перенесення напруги стиску.
У нижній частині використовуються сталеві або армовані вуглецевим волокном полімерні листи (SFRP/CFRP), щоб витримувати напруги розтягування. Ці різні матеріали з’єднані один з одним за допомогою з’єднувальних шпильок і епоксидного клею для забезпечення належного з’єднання між ними. Дослідження показують, що завдяки додаванню високоефективних матеріалів, таких як UHPC, здатність змішувати пучки значно покращується.
Chen & El-Hacha вивчали іншу гібридну балку з такою ж конструкцією порожнистого коробчатого перерізу GFRP під статичним навантаженням на вигин. Дослідження доводять, що UHPC має вирішальне значення для досягнення більшої міцності з меншою вагою та меншими структурними елементами. Крім того, Iskander et al. досліджували гібридні порожнисті коробчасті профілі UHPC-GFRP з пластинами з SFRP або CFRP, щоб проаналізувати причини руйнування під дією зсувних сил. Дослідження показують, що поломка частково пов’язана з орієнтацією волокон у кутових областях цієї гібридної балки.
Багато дослідників вивчали іншу гібридну ідею, поєднуючи UHPC зі звичайним бетоном як будівельний або ремонтний матеріал. Як будівельний матеріал, Hakeem і Azad & Hakeem вивчали структурну поведінку трьох різних концепцій односторонніх просто скріплених блоків збірних перекриттів, відлитих зі звичайного бетону, UHPC, виготовлених у різних структурних формах, таких як: (i) Елементи з шаром UHPC на нижній площині розтягу, UHPC основи та балки зразки звичайного бетону; (ii) елементи, посилені збірними деформованими стержнями UHPC. Концепцію використання паличок UHPC представили Азад і Хакім. Сталеві прутки UHPC помістили в гібридну структурну форму перед заливкою звичайного бетону. Стрижні UHPC були термічно затверджені при 900 C протягом 48 годин для прискорення затвердіння та розвитку міцності. Кінцевий гібридний зразок, посилений двома стрижнями UHPC 50 × 50 мм; (iii) гібридна порожниста одиниця з шарами UHPC, налитими на верхній і нижній поверхнях.
Втомні тріщини спостерігалися в багатьох ортотропних сталевих мостах по всьому світу, наприклад: Северн Брідж в Англії, Синтал Брідж в Німеччині, Вестгейт Брідж в Австралії, Леверкузен в Німеччині Морібаші. Багато дослідників вивчали цю проблему втоми, щоб покращити свою роботу.
Одним із найбільш очікуваних рішень для боротьби з цією втомою є використання накладки UHPC як покриття мосту замість сирого покриття. Було вивчено реакцію на втому UHPC облицювання з використанням ортотропного сталевого настилу. Дослідження показали, що UHPC покриття можуть значно зменшити величину напружень на палубі. Крім того, було вивчено поведінку композитного покриття сталь-UHPC при поперечному вигині під дією згинальних моментів. Дослідження виявили, що покриття UHPC мають значний вплив на кінцеву несучу здатність настилів.
Бетон наступного покоління (UHPC) пропонує вражаючі рівні якості, яких ніколи раніше не уявляли. Після ретельного розгляду теми було зроблено наступні висновки:
1. Зрозуміло, що більшість дослідників підкреслюють, що механічні та екологічні властивості UHPC перевершують усі очікування, створюючи потенціал для більш широкого застосування в будівництві.
2. Механічні властивості бетону нового покоління набагато кращі, ніж у звичайного бетону. Ці незрівнянні значення є функцією співвідношення води до зв’язуючого, ультрадрібного порошку, оптимізованої упаковки частинок, методу затвердіння та покращення мікроструктури.
3. Використовуючи цю технологію, можна будувати конструкції, які є легшими, більшими або мають більші прольоти, ніж зазвичай проектуються. Його виняткова працездатність дозволяє заливати новий бетон неправильної або дуже витягнутої форми для створення структур з естетичним зовнішнім виглядом або надзвичайною обробкою.
4. Однак використання UHPC у будівництві обмежене, оскільки комерційно неможливо замінити звичайний бетон у більшості застосувань з наступних причин:
a. Економічний фактор, який проявляється високою вартістю та відсутністю деяких матеріалів, що входять до його складу. Наприклад, сталеві волокна можуть коштувати дорожче, ніж інші матричні матеріали разом узяті.
b. Деякі технічні аспекти, такі як обмежені специфікації конструкції та складні технології виробництва та затвердіння.
в. Негативний вплив виробництва цементу на навколишнє середовище, оскільки кількість цементу, необхідного для виробництва UHPC, приблизно вдвічі перевищує кількість традиційного бетону.
5. Однією з рекомендацій щодо просування UHPC у будівництві є пошук альтернативних матеріалів для заміни дорогих композитних матеріалів UHPC. Рекомендується використовувати замість портландцементу і кремнезему відходи гелеутворювальних властивостей, які мають наступні переваги:
a. Зниження витрат на виробництво бетону,
b. Зробіть бетон більш екологічно чистим, зменшивши відходи та викиди газів у виробництві цементу,
в. Поліпшення однорідності та щільності бетону для кращої міцності та довговічності.
