超高性能混凝土（UHPC）在建筑中的应用介绍

 

     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的统称。

▲ 英国阿迦汗中心

由于材料力学的发展，材料科技工作除关注化学键力的开发外，更注重颗粒间范德华力的开发，并发现紧密堆积理论与颗粒大小分布技术，使微细凝胶颗粒挤入材料的空隙，材料的胶空比大幅度降低，提高颗粒间的范德华力从而创造出了新的高性能凝胶材料。

▲摩洛哥盖尼特拉火车站

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200年以上。 此外，由于UHPC中分散的细钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性性能 。

▲欧洲和地中海文明博物馆

同时通过实验表明，UHPC材料还具有一定的自愈性，由于水胶比非常低，UHPC拌和水量仅能供部分水泥水化，绝大多数水泥颗粒的内部处于没有水化状态。因此，当UHPC出现轻微裂缝后，空气中的水或水汽进入UHPC的裂缝，暴露在裂缝表面的水泥颗粒未水化部分就会“继续”水化；结合了外界水分的水化产物体积大于水泥熟料体积，多出来的体积能够填堵裂缝。

▲法国马赛大厦

由于UHPC材料的致密性，材料表面具有很高的光洁度，外界的有害介质很难侵入到UHPC中去，所以本身自洁能力很强。可以达到独特的装饰性能同时也能有效的节省后期维护费用

▲法国公共工程学院

UHPC的超高强度及材料本身致密的结构产生的防水性能在外墙装饰中也可以有效抵御外力和环境破坏，比如冻融、雨、火、冰雹等。

▲ 萨拉戈萨桥

UHPC挂板的安装简单快捷，可以采用预埋背栓或者明孔两种方法，由于UHPC超高的抗弯强度，安装节点可以大大简化，同时与普通预制混凝土挂板相比质量方面轻便不少，在安装方面也比较方便。

▲蒙彼利埃TGV火车站

有了以上优异的物理性能作为支撑，UHPC的装饰性能也十分优越，板材本身可以制作平板、曲面、镂空等等各种造型，板材表面的纹理样式也可以跟随设计效果自由发挥。

▲Jean Bouin体育馆

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。

▲迈阿密NIKE旗舰店

▲丹麦工业大学

▲路易威登基金会艺术馆中心

▲阿布扎比卢浮宫（内墙部分）

如今，UHPC已经广泛被国外设计师们使用，随着我国建筑行业的不断发展，UHPC材料也一定会成为当代建筑装饰中艺术与技术的承载体。

来源： 砼心砼德