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Material


UHPC(Steel fiber)components

  kg/m3 Weight percentage %
cement 700-1010 27.0-38.0
Silica Fume 230-320 8.5-9.5
Ground quartz sand 0-230 0.0-8.0
Fine sand 760-1050 39.0-41.0
Metal fiber 150-190 5.5-8.0
Superplasticizer 15-25 0.5-1.0
water 155-210 5.5-8.0
Water/Cementing Material Ratio 0.14-0.27 --

Material Analysis

  NSC HPC UHPC
Compressive strength (MPa) 20-40 40-96 120-180
Water-binder ratio 0.40-0.70 0.24-0.35 0.14-0.27
Cylinder splitting tensile strength (MPa) 2.5-2.8 -- 4.5-24
Maximum aggregate size (mm) 19-25 9.5-13 0.4-0.6
Porosity 20-25% 10-15% 2-6%
Hole size (mm) -- -- 0.000015
toughness -- -- 250 times larger than NSC
Fracture energy (kN·m/m) 0.1-15 -- 10-40
Modulus of Elasticity (GPa) 14-41 31-55 37-55
Modulus of rupture (first crack) (MPa) 2.8-4.1 5.5-8.3 7.5-15
Ultimate bending strength (MPa)     18-35
Air permeability k (24 hours 40C) (mm) 3x10 0 0
Water absorption <10% <6% <5%
Chloride ion diffusion coefficient (steady state diffusion) (mm2/s) -- -- <2x10e-12
Carbon dioxide/sulfate permeation -- -- --
Freeze-thaw resistance 10% 90% 100%
Surface erosion resistance Surface erosion>1 Surface erosion0.08 Surface erosion0.01
Poisson's ratio 0.11-0.21 -- 0.19-0.24
Creep coefficient, Cu 2.35 1.6-1.9 0.2-1.2
shrink -- -- --
Liquidity (workability) (mm) Measuring slump Measuring slump Measuring slump
Air content 4-8% 2-4% 2-4%

Comparison of Materials

  UHPC durfill Ordinary Concrete Natural Granite Mineral Cast/ Polymerconcrete/PC Cast Iron GG, GJS Steel St37 (S235) Stainless Steel Aluminium Glass
 mechanical characteristics Density [kg/m³] 2500 2300 2300 3000 2300-2400 7200-7400 7800 7800-8000 2700 2500
Pressure Strength [MPa] > 125 90 5-55 280-360 110-15 N/A N/A  N/A  N/A  N/A 
Fl. Tensile Strength [MPa] 15 10 0-5 13-35 30-35 100-800 340-470 400-950 120-500 30-120
Young´s Modulus [MPa] 45 32 22-40 90-120 38-45 80-185 210 170-200 70 70-75
 physical values Thermal Conductivity λR [W/m•K] 3 2.7 2 1.7 2.9-3 29-54 50 15 130-220 0.8-1.1
Spec. Heat Capacity cp [J/g•K] 1.2 1 1 0.85 0.7-0.9 0.46-0.63 0.45 0.5 0.9 0.75-0.84
Thermal Expansion αT [10-6 • K-1] 12 12.4 10-11 5.5-7.5 15 9.5-10.5 12 10-16 23-24 9