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新一代的混凝土科技—UHPC超高性能混凝土應用案例

2018-11-28 12:07:02 作者：本網整理來源：混凝土與水泥制品網分享至：

什么是UHPC超高性能混凝土？

UHPC是具有超高強度，超低吸水率，超強耐久性和耐侵蝕性能的特殊混凝土。目前在建筑設計領域（區別于結構領域）使用的UHPC的抗壓強度大于120，抗折強度大于25MPa。雖然UHPC可以達到很高的抗壓強度，但對于纖薄建筑構件，主要利用的是UHPC的抗折強度。在實際應用中，UHPC基體的超高強度通過小摻量的耐堿玻璃纖維，聚乙烯醇纖維，鋼纖維進一步得到增強和增韌。

由于美觀和防火的原因，耐堿玻璃纖維在建筑UHPC中使用最為普遍。由于UHPC的基體強度遠遠高于普通GRC（玻璃纖維增強水泥），它所使用的纖維摻量明顯比GRC中少。三維的HUPC構件也可以配筋，比如鋼筋，玻璃纖維或碳纖維棒，或者采用預應力，但是這些配筋通常在UHPC建筑構件中并不必要。

UHPC的基本原材料對于熟悉混凝土的人來說并不陌生：水、砂、水泥、硅灰、外加劑。聽起來很簡單，但和普通混凝土相比UHPC是不同的數量級。沒有神秘成分：樹脂，纖維素或特殊聚合物都沒有被用到以達到超高性能，秘訣在于超細顆粒和經仔細選擇的顆粒化學和幾何特性，并使這些顆粒通過正確的攪拌，澆筑和養護以達到基體的緊密堆積和很強的分子結合力。

UHPC不僅具有超高的強度和耐久性，同時通過正確的加工方法和工藝，它能夠為高規格的建筑構件，創意建筑設計靈感，建筑的經濟性提供滿足其需求的解決方案。以下是一部分UHPC在建筑設計方面的應用情境和所能達成的效果。

精確復制模具的表面和幾何圖案，在圖形，質感和外形上具有超強的塑造能力和無限的可能性；無機的，以天然礦物為基礎的原材料帶來環保和生態友好的環境；超強耐久性和低維護成本超越多種石材；超高強度使UHPC板材比石材，普通的混凝土預制件，多數陶板更輕更薄；更高的跨度和重量比，從而減少了與主體的連接點數量和簡化或取消背負鋼架，節約安裝成本和五金連接件成本；具有優良的后加工性能，包括切割，鉆孔，表面效果加工和膠黏。

UHPC在建筑設計中的應用并沒有很長時間，在過去的幾年中UHPC在美國已經用于政府項目，大學建筑，博物館，機場，商業建筑，酒店和高層住宅。

對于建筑的外圍護體系，在過去的15年中，輕質和高性能的建筑外立面材料被更多強調。業主和設計師在尋求能夠使建筑物獨一無二而讓人印象深刻的解決方法，因此設計過程的挑戰是獲得高性能建筑外立面的同時，控制重量和成本，關注表皮的形式和變化，尋求色彩對比，這些都對材料的物理性能和自然性，真實性提出了更高的要求，對材料的耐久性，低維護性予以了更大的關注。

UHPC較普通預制混凝土或高性能混凝土成本高，但制造同樣尺寸和形狀的板材所用的材料量大大減少，因此在考慮綜合成本的情況下，UHPC具有制造更高性能但與普通混凝土或GRC相當綜合成本的潛力。UHPC的容重較普通混凝土略高，但超高的強度可以輕易生產出厚度僅為16mm的1000*2400mm或1200*3000mm大尺寸板材。

下面為美國UHPC建筑外立面掛板案例