新一代的混凝土科技—UHPC超高性能混凝土应用案例

2018-11-28 12:07:02 作者：本网整理来源：混凝土与水泥制品网分享至：

什么是UHPC超高性能混凝土？

UHPC是具有超高强度，超低吸水率，超强耐久性和耐侵蚀性能的特殊混凝土。目前在建筑设计领域（区别于结构领域）使用的UHPC的抗压强度大于120，抗折强度大于25MPa。虽然UHPC可以达到很高的抗压强度，但对于纤薄建筑构件，主要利用的是UHPC的抗折强度。在实际应用中，UHPC基体的超高强度通过小掺量的耐碱玻璃纤维，聚乙烯醇纤维，钢纤维进一步得到增强和增韧。

由于美观和防火的原因，耐碱玻璃纤维在建筑UHPC中使用最为普遍。由于UHPC的基体强度远远高于普通GRC（玻璃纤维增强水泥），它所使用的纤维掺量明显比GRC中少。三维的HUPC构件也可以配筋，比如钢筋，玻璃纤维或碳纤维棒，或者采用预应力，但是这些配筋通常在UHPC建筑构件中并不必要。

UHPC的基本原材料对于熟悉混凝土的人来说并不陌生：水、砂、水泥、硅灰、外加剂。听起来很简单，但和普通混凝土相比UHPC是不同的数量级。没有神秘成分：树脂，纤维素或特殊聚合物都没有被用到以达到超高性能，秘诀在于超细颗粒和经仔细选择的颗粒化学和几何特性，并使这些颗粒通过正确的搅拌，浇筑和养护以达到基体的紧密堆积和很强的分子结合力。

UHPC不仅具有超高的强度和耐久性，同时通过正确的加工方法和工艺，它能够为高规格的建筑构件，创意建筑设计灵感，建筑的经济性提供满足其需求的解决方案。以下是一部分UHPC在建筑设计方面的应用情境和所能达成的效果。

精确复制模具的表面和几何图案，在图形，质感和外形上具有超强的塑造能力和无限的可能性；无机的，以天然矿物为基础的原材料带来环保和生态友好的环境；超强耐久性和低维护成本超越多种石材；超高强度使UHPC板材比石材，普通的混凝土预制件，多数陶板更轻更薄；更高的跨度和重量比，从而减少了与主体的连接点数量和简化或取消背负钢架，节约安装成本和五金连接件成本；具有优良的后加工性能，包括切割，钻孔，表面效果加工和胶黏。

UHPC在建筑设计中的应用并没有很长时间，在过去的几年中UHPC在美国已经用于政府项目，大学建筑，博物馆，机场，商业建筑，酒店和高层住宅。

对于建筑的外围护体系，在过去的15年中，轻质和高性能的建筑外立面材料被更多强调。业主和设计师在寻求能够使建筑物独一无二而让人印象深刻的解决方法，因此设计过程的挑战是获得高性能建筑外立面的同时，控制重量和成本，关注表皮的形式和变化，寻求色彩对比，这些都对材料的物理性能和自然性，真实性提出了更高的要求，对材料的耐久性，低维护性予以了更大的关注。

UHPC较普通预制混凝土或高性能混凝土成本高，但制造同样尺寸和形状的板材所用的材料量大大减少，因此在考虑综合成本的情况下，UHPC具有制造更高性能但与普通混凝土或GRC相当综合成本的潜力。UHPC的容重较普通混凝土略高，但超高的强度可以轻易生产出厚度仅为16mm的1000*2400mm或1200*3000mm大尺寸板材。

下面为美国UHPC建筑外立面挂板案例