UHPC otvára dvere novým nápadom a vzrušujúcim príležitostiam na prestavbu budov. Niektoré výskumné práce o využití UHPC v navrhovaných hybridných štruktúrach sú zhrnuté nižšie.
Použitie UHPC s polymérom vystuženým sklenenými vláknami (GFRP) je navrhovaná hybridná myšlienka, ktorá inšpirovala mnohých špičkových výskumníkov. Elmahdy a kol. [85] experimentálne študovali inovatívny dizajn využívajúci UHPC v zmiešaných nosníkoch. Nosná časť je GFRP dutá skriňa. Na vrchu sa používa tenký kryt UHPC na prenášanie tlakového napätia.
V spodnej časti sa používajú oceľové plechy alebo plechy z polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami (SFRP/CFRP), aby odolali namáhaniu v ťahu. Tieto rôzne materiály sú navzájom spojené pomocou šmykových svorníkov a epoxidového lepidla, aby sa medzi nimi zabezpečilo primerané spojenie. Výskum ukazuje, že pridaním vysokovýkonných materiálov, ako je UHPC, sa výrazne zlepší schopnosť miešať lúče.
Chen & El-Hacha študovali ďalší hybridný nosník s rovnakým dizajnom dutých skriňových profilov GFRP pri statickom zaťažení ohybom. Výskum dokazuje, že UHPC je rozhodujúce pre dosiahnutie väčšej pevnosti s nižšou hmotnosťou a menšími konštrukčnými prvkami. Okrem toho Iskander a kol. študovali hybridné UHPC-GFRP duté profily so základňami SFRP alebo CFRP s cieľom analyzovať príčiny zlyhania pri šmykových silách. Výskum ukazuje, že porucha je čiastočne spôsobená dizajnom orientácie vlákien v rohových oblastiach tohto hybridného lúča.
Mnoho výskumníkov študovalo ďalší hybridný nápad, ktorý kombinuje UHPC s bežným betónom ako konštrukčným alebo opravným materiálom. Ako stavebný materiál študovali Hakeem a Azad & Hakeem štrukturálne správanie troch rôznych konceptov jednosmerných jednoducho vystužených prefabrikovaných podlahových jednotiek odlievaných z obyčajného betónu, UHPC vyrobených v rôznych konštrukčných formách, ako sú: (i) Prvky s vrstvou UHPC na spodnej napínacej rovine UHPC substrát a vzorky nosníkov z obyčajného betónu; (ii) prvky vystužené prefabrikovanými UHPC deformovanými tyčami. Koncept používania palíc UHPC predstavili Azad a Hakeem. UHPC oceľové tyče boli umiestnené do hybridnej konštrukčnej formy pred naliatím bežného betónu. UHPC tyče boli tepelne vytvrdzované pri 900 C počas 48 hodín, aby sa urýchlilo vytvrdzovanie a vývoj pevnosti. Finálna hybridná vzorka vystužená dvoma UHPC tyčami 50 × 50 mm; (iii) hybridná dutá jednotka s UHPC vrstvami odliatymi na hornom a spodnom povrchu.
Únavové trhliny boli pozorované na mnohých ortotropných oceľových mostoch po celom svete, napríklad: Severn Bridge v Anglicku, Sintal Bridge v Nemecku, Westgate Bridge v Austrálii, Leverkusen v Nemecku Moribashi. Mnoho výskumníkov študovalo tento problém únavy, aby zlepšili svoj výkon.
Jedným z najlepšie očakávaných riešení na boj proti tejto únave je použitie prekrytia UHPC ako vozovky mostovky namiesto surovej vozovky. Študovala sa únavová odozva UHPC plášťa s použitím ortotropnej oceľovej dosky. Štúdie ukázali, že UHPC krytiny môžu výrazne znížiť veľkosť napätia na strane paluby. Ďalej sa študovalo správanie oceľovo-UHPC kompozitnej paluby v priečnom ohybe pri ohybových momentoch. Výskum zistil, že UHPC krytiny majú značný vplyv na konečnú nosnosť paluby.
Betón novej generácie (UHPC) ponúka úžasnú úroveň kvality, o ktorej sa predtým ani nesnívalo. Po dôkladnom preskúmaní témy sme dospeli k týmto záverom:
1. Je zrejmé, že väčšina výskumníkov zdôrazňuje, že mechanické a environmentálne vlastnosti UHPC prekračujú všetky očakávania, čo vytvára potenciál pre širšie aplikácie v stavebníctve.
2. Mechanické vlastnosti betónu novej generácie sú oveľa lepšie ako u bežného betónu. Tieto jedinečné hodnoty sú funkciou pomeru vody k spojivu, ultrajemného prášku, optimalizovaného balenia častíc, spôsobu vytvrdzovania a zlepšenia mikroštruktúry.
3. Pomocou tejto technológie možno stavať konštrukcie, ktoré sú ľahšie, väčšie alebo majú väčšie rozpätia, než sa zvyčajne navrhuje. Jeho výnimočná spracovateľnosť umožňuje liatie nového betónu v nepravidelných alebo veľmi pretiahnutých tvaroch na vytvorenie štruktúr s estetickým vzhľadom alebo mimoriadnou povrchovou úpravou.
4. Použitie UHPC v stavebníctve je však obmedzené, pretože nie je komerčne možné nahradiť konvenčný betón vo väčšine aplikácií z nasledujúcich dôvodov:
a. Ekonomický faktor, ktorý sa prejavuje vysokou cenou a nedostatočnou dostupnosťou niektorých materiálov, z ktorých pozostáva. Napríklad oceľové vlákna môžu stáť viac ako iné materiály matrice dohromady.
b. Niektoré technické aspekty, ako sú obmedzené špecifikácie dizajnu a zložité techniky výroby a vytvrdzovania.
c. Negatívny vplyv výroby cementu na životné prostredie, keďže množstvo cementu potrebné na výrobu UHPC je približne dvojnásobné oproti tradičnému betónu.
5. Jedným z odporúčaní na podporu UHPC v stavebníctve je preskúmať alternatívne materiály, ktoré by nahradili drahé kompozitné materiály UHPC. Namiesto portlandského cementu a kremičitého úletu sa odporúča použiť odpadové materiály s gélovými vlastnosťami, ktoré majú tieto výhody:
a. Znížiť náklady na výrobu betónu,
b. Urobte betón šetrnejší k životnému prostrediu znížením emisií odpadu a plynov pri výrobe cementu,
c. Zlepšite rovnomernosť a hustotu betónu pre lepšiu pevnosť a trvanlivosť.
