UHPC öppnar dörren till nya idéer och spännande möjligheter för att göra om byggnader. Vissa forskningsarbeten om användningen av UHPC i föreslagna hybridstrukturer sammanfattas nedan.
Att använda UHPC med glasfiberförstärkt polymer (GFRP) är en föreslagen hybrididé som har inspirerat många toppmoderna forskare. Elmahdy et al. [85] experimentellt studerade en innovativ design med UHPC i blandade strålar. Balkdelen är en ihålig GFRP-låda. Ovanpå används ett tunt skydd av UHPC för att bära tryckspänning.
I botten används stål- eller kolfiberförstärkta polymer (SFRP/CFRP)-skivor för att motstå dragpåkänningar. Dessa olika material är anslutna till varandra med skarvbultar och epoxilim för att ge tillräcklig bindning mellan dem. Forskning visar att genom att lägga till högpresterande material som UHPC förbättras förmågan att blanda balkar avsevärt.
Chen & El-Hacha studerade en annan hybridbalk med samma GFRP ihåliga låddesign under statisk böjbelastning. Forskning visar att UHPC är avgörande för att uppnå större styrka med lättare vikt och mindre strukturella element. Vidare har Iskander et al. studerade hybrid UHPC-GFRP ihåliga lådsektioner med SFRP eller CFRP plattbaser för att analysera orsakerna till brott under skjuvkrafter. Forskning visar att felet delvis beror på fiberorienteringsdesignen i hörnområdena av denna hybridbalk.
Många forskare har studerat en annan hybrididé, som kombinerar UHPC med vanlig betong som konstruktions- eller reparationsmaterial. Som ett byggnadsmaterial studerade Hakeem och Azad & Hakeem det strukturella beteendet hos tre olika koncept av envägsförstärkta prefabricerade golvenheter gjutna av vanlig betong, UHPC gjorda i olika strukturella former såsom: (i) Element med ett lager av UHPC på bottenspänningsplanet, UHPC-substrat och balkprover av vanlig betong; (ii) element förstärkta med prefabricerade UHPC-deformerade stänger. Konceptet med att använda UHPC-stickor introducerades av Azad och Hakeem. UHPC stålstänger placerades i hybridkonstruktionsformen innan vanlig betong gjuts. UHPC-stavarna härdades termiskt vid 900 C i 48 timmar för att påskynda härdning och hållfasthetsutveckling. Slutligt hybridprov förstärkt med två 50 × 50 mm UHPC-stavar; (iii) ihålig hybridenhet med UHPC-skikt gjutna på över- och underytan.
Utmattningssprickor har observerats i många ortotropiska ståldäcksbroar runt om i världen, till exempel: Severn Bridge i England, Sintal Bridge i Tyskland, Westgate Bridge i Australien, Leverkusen i Tyskland Moribashi. Många forskare har studerat detta trötthetsproblem för att förbättra sin prestation.
En av de bäst efterlängtade lösningarna för att bekämpa denna trötthet är att använda UHPC-överlägg som brodäcksbeläggning istället för rå beläggning. Utmattningsresponsen hos UHPC-beklädnad med ett ortotropiskt ståldäck studerades. Studier har visat att UHPC-beläggningar avsevärt kan minska storleken på däckssidans spänningar. Vidare studerades det tvärgående böjbeteendet hos stål-UHPC-kompositdäcket under böjmoment. Forskning har visat att UHPC-beläggningar har en avsevärd inverkan på däckens slutliga bärförmåga.
Nästa generations betong (UHPC) erbjuder häpnadsväckande kvalitetsnivåer som aldrig föreställts tidigare. Efter en noggrann genomgång av ämnet fann man följande slutsatser:
1. Det är tydligt att de flesta forskare betonar att de mekaniska och miljömässiga egenskaperna hos UHPC överträffar alla förväntningar, vilket skapar potential för bredare tillämpningar inom konstruktion.
2. De mekaniska egenskaperna hos den nya generationen betong är mycket bättre än för konventionell betong. Dessa oöverträffade värden är en funktion av förhållandet vatten till bindemedel, ultrafint pulver, optimerad partikelförpackning, härdningsmetod och mikrostrukturell förbättring.
3. Med hjälp av denna teknik kan strukturer byggas som är lättare, större eller har längre spännvidder än vad som vanligtvis är utformat. Dess exceptionella bearbetbarhet gör att ny betong kan gjutas i oregelbundna eller mycket långsträckta former för att skapa strukturer med ett estetiskt utseende eller en extraordinär finish.
4. Användningen av UHPC i konstruktion är dock begränsad eftersom det inte är kommersiellt möjligt att ersätta konventionell betong i de flesta applikationer av följande skäl:
a. En ekonomisk faktor som manifesteras av de höga kostnaderna och bristen på tillgänglighet av några av dess ingående material. Till exempel kan stålfibrer kosta mer än andra matrismaterial tillsammans.
b. Vissa tekniska aspekter, såsom begränsade designspecifikationer och komplexa tillverknings- och härdningstekniker.
c. Negativ påverkan av cementproduktion på miljön, eftersom mängden cement som krävs för UHPC-produktion är ungefär dubbelt så stor som traditionell betong.
5. En av rekommendationerna för att främja UHPC i konstruktion är att utforska alternativa material för att ersätta UHPC:s dyra kompositmaterial. Det rekommenderas att använda avfallsmaterial med gelningsegenskaper istället för portlandcement och kiseldioxidrök, som har följande fördelar:
a. Minska betongproduktionskostnaderna,
b. Gör betong mer miljövänlig genom att minska avfalls- och gasutsläppen vid cementproduktion,
c. Förbättra likformigheten och densiteten hos betong för bättre hållfasthet och hållbarhet.
