UHPC名称是性能混凝土。其“”主要体现在两个方面:具有的耐久性和的力学性能(抗压、抗拉以及高韧性)。它的应用范围非常广泛,从结构到建筑幕墙、市政工程和遮阳、景观建筑等。
杭州余杭大剧院是我国建筑中对UHPC应用的例,建筑整体采用“框剪+型钢砼(混凝土)”的结构形式,满足冰面开裂的设计灵感,建筑浑然一体具有强的视觉效果。UHPC 表面细腻,为后期的维护也提供了诸多的便利。
UHPC构件的应用分类
根据用途和主要目的,UHPC应用通常划分为结构性(structural)和装饰性(Architectural)两大类,结构性UHPC是承担除自重,风荷载,地震力以外其他荷载的UHPC结构或构件,典型应用如预制梁,现浇钢箱梁桥面铺装层,湿接缝等。
装饰性UHPC是不承担除自重,风荷载,地震力以外其他荷载的UHPC结构或构件,并对装饰功能包括表观质量,颜色,均匀性等有较高要求,典型应用如UHPC建筑幕墙板,UHPC遮阳板,UHPC装饰景观构件等。
在某些情况下,UHPC结构或构件需要同时承担结构性荷载并实现较高的建筑装饰效果,这类应用既需要满足较高的力学性能,进行详细地结构受力分析和计算,满足结构上的和可行性,同时还要求建筑设计与结构设计的充分融合及相互适应,对构件制作过程中的模具制作,浇筑,养护工艺都有较高的要求,以确保满足建筑装饰效果。这类应用可以称之为UHPC装饰与结构一体化应用。
UHPC作为新兴的水泥基材料,在结构工程和幕墙装饰领域的应用正在逐步扩展,而结构和装饰一体化应用更是对其性能的充分挖掘和利用,UHPC结构和装饰一体化在实施过程中将会遇到的挑战包括:
a、、、对UHPC性能的认识和理解
b、UHPC结构计算规程
c、UHPC对建筑全生命周期能耗及成本的影响的认识
d、养护方法对结构和装饰一体化构件的影响研究
e、钢纤维点蚀对表现效果的影响
UHPC构件与其他混凝土相比,在原材料选择方面有很大不同。主要表现为以下几个方面:
1、胶凝材料方面:UHPC水胶比很低,一般在0.14-0.27之间,水泥用量较大,一般在700-1010Kg/m3左右;使用颗粒粒径较小。传统减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要,而聚羧酸减水剂作为备受关注的新一代高性能减水剂,使水胶比的获得成为了现实。
2、骨料方面:UHPC不使用粗骨料,同时在细骨料方面选取与浆体力学性质相近的石英砂。这样,没有粗骨料的骨架限制作用,可以大幅度减少由于收缩导致的浆体与骨料界面间的孔隙及微裂缝。
3、外加剂方面:UHPC能获得的水胶比及孔隙率,离不开混凝土外加剂技术的支持。传统减水剂由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要,而聚羧酸减水剂作为备受关注的新一代高性能减水剂,使水胶比的获得成为了现实。
除了以上几个方面外,UHPC在配制过程中还必须要加入纤维,如钢纤维或复合有机纤维等,主要是作为增强、增韧和抗裂材料。
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