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学术参考资料
UHPC:在建筑外围护系统中的应用实例分享
发布时间:2020-08-05 20:44:35      

 


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特别鸣谢供稿:柯雄,现任广州市玖珂瑭材料科技有限公司副总裁,及中国水泥及混凝土制品协会UHPC分会副理事长,毕业于同济大学混凝土制品专业,有着26年的水泥和混凝土行业技术和管理经验,历任嘉华建材,德国海德堡水泥,葡萄牙水泥,拉法基水泥等企业工程师,研发总监,市场总监,总经理等。玖珂瑭为国内最早开展UHPC材料研发及建筑幕墙应用的单位,为多个UHPC标准的编制单位,在建筑幕墙UHPC的材料及成型工艺包括喷射和挤压等方面有丰富的实践经验和成果。

  

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC),国际上系指抗压强度在150MPa以上,并具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料。

 

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,全建筑生命周期的经济性提供满足其需求的解决方案。

 

UHPC在建筑设计中的应用并没有很长的历史,在过去的数年中UHPC在欧洲及北美已经用于政府项目,大学建筑,博物馆,商业建筑,写字楼等。目前在建筑领域(区别于结构领域)使用的UHPC的典型抗压强度大于120,抗折强度大于20MPa。

 

对于建筑的外围护体系,在过去的15年中,高性能及耐久性优良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建筑外围护是以UHPC超高性能混凝土制作的构件经组合安装形成的建筑外围护系统。

材料:UHPC或者UHPC+其他材料

功能:保温隔热,隔声,防水,防火,耐久,美观,节能

 

UHPC作为一种水泥基的混凝土材料相较于其他的混凝土幕墙材料有着明显的优势,尤其在耐久性和建筑的立面效果呈现方面。

 

UHPC材料组分内不包含粗骨料,颗粒粒径一般小于1mm,因高度的致密性而具有超高强度及优异的耐久性。研究表明,UHPC抗压强度可达200MPa以上,同时材料耐久性可达100年以上。此外,由于UHPC中分散的特殊纤维可使材料表现出超高的韧性和延性性能。

▲法国马赛塔大厦

▲Stefoy停车场

 

由于UHPC材料的致密性,外界的有害介质很难侵入到UHPC中去,所以其本身自洁能力很强。可以长期保持幕墙的洁净和良好的建筑装饰效果,同时也能有效的节省后期清洁和维护费用。


 

▲阿布扎比卢浮宫(内墙部分)

 

UHPC的超高强度及材料本身致密的结构产生的防水性能可以有效抵御各种应力和环境侵蚀和破坏。

▲迈阿密NIKE旗舰店

▲Pierre Budin幼儿园

 

UHPC较普通预制混凝土,高性能混凝土或者GRC成本高,但制造同样尺寸和形状的板材所用的材料量或者辅助钢结构用量大为减少,尤其在耐久性方面具有更加明显的优势,因此在考虑综合成本的情况下,UHPC具有制造更高性能,更耐久,更美观但与普通混凝土或GRC相当的综合成本的潜力。

▲中国某地别墅-扎哈事务所设计

 

▲恒基 旭辉天地

 

UHPC在建筑外围护的应用前景取决于多种因素的共同影响,政府及行业协会等相关部门的推动,标准制订和完善,材料和工艺的技术进步及成本优化。笔者认为在以下方面的细分市场,UHPC将会得到更多的关注和应用。 

l 预制三明治墙板,使用UHPC薄层作为外页-装饰,耐久,轻质

l 装饰和结构一体化的异型重复性外围护构件-装饰,耐久,有竞争力的成本

l 标准预制UHPC平板

l 除建筑外围护,预制楼梯,预制阳台,预制整体卫生间等构件-轻质,耐久

 

 


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