UHPC作為新興的水泥基材料,在結構工程和幕墻裝飾領域的應用正在逐步擴展,而結構和裝飾一體化應用更是對其性能的充分挖掘和利用,UHPC結構和裝飾一體化在實施過程中將會遇到的挑戰包括:
a、、、對UHPC性能的認識和理解
b、UHPC結構計算規程
c、UHPC對建筑全生命周期能耗及成本的影響的認識
d、養護方法對結構和裝飾一體化構件的影響研究
e、鋼纖維點蝕對表現效果的影響
裝飾與結構一體化UHPC的應用價值場景及關鍵成功因素
UHPC構件與裝飾一體主要應用場景為對建筑造型和表觀質量要求較高的纖薄輕巧結構或構件,現階段主要包括:橋梁、屋面、陽臺和樓梯等,未來可望拓展至更多的應用領域。
UHPC構件與裝飾一體化實施關鍵在于、、、預制構件廠、安裝單位、UHPC材料提供商各方的充分和溝通,反復推敲和逐步完善方案,即能符合對造型及表觀質量的要求,又能夠結構性,同時在構件制作和安裝效率及成本方面得到有效控制。
既然UHPC是性能混凝土,那它的性能究竟可以達到多高?以混凝土主要的抗壓性能來看,普通混凝土的抗壓強度差不多在15Mpa-30Mpa(每平方米可受力20-30噸),而我們日常生活中硬度很高的生鐵,抗壓強度一般在200Mpa (每平方可受力200噸),據說UHPC抗壓強度卻可以達到810Mpa(每平方米可受力810噸)。可以說普通混凝土在UHPC面前都是“戰五渣”。
杭州余杭大劇院是我國建筑中對UHPC應用的例,建筑整體采用“框剪+型鋼砼(混凝土)”的結構形式,滿足冰面開裂的設計靈感,建筑渾然一體具有強的視覺效果。UHPC 表面細膩,為后期的維護也提供了諸多的便利。
根據用途和主要目的,UHPC應用通常劃分為結構性(structural)和裝飾性(Architectural)兩大類,結構性UHPC是承擔除自重,風荷載,地震力以外其他荷載的UHPC結構或構件,典型應用如預制梁,現澆鋼箱梁橋面鋪裝層,濕接縫等。
UHPC 的配合比設計遵循緊密堆積密度理論,水泥用量大(700kg/m3),水灰比小(0.14~0.2),所以其孔結構致密,抗壓強度及耐久性好。因此, UHPC 的使用不僅可以減小構件截面尺寸從而減小自重和建筑利用空間,還可用于嚴酷環境下的土木工程的建造 。相比普通混凝土建筑,UHPC 建筑使用壽命長,能減少建筑物在使用期間的維修費用。因此,UHPC 被認為是一種可持續發展的混凝土材料。