UHPC作為新興的水泥基材料,在結(jié)構(gòu)工程和幕墻裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐步擴展,而結(jié)構(gòu)和裝飾一體化應(yīng)用更是對其性能的充分挖掘和利用,UHPC結(jié)構(gòu)和裝飾一體化在實施過程中將會遇到的挑戰(zhàn)包括:
a、、、對UHPC性能的認(rèn)識和理解
b、UHPC結(jié)構(gòu)計算規(guī)程
c、UHPC對建筑全生命周期能耗及成本的影響的認(rèn)識
d、養(yǎng)護方法對結(jié)構(gòu)和裝飾一體化構(gòu)件的影響研究
e、鋼纖維點蝕對表現(xiàn)效果的影響
裝飾與結(jié)構(gòu)一體化UHPC的應(yīng)用價值場景及關(guān)鍵成功因素
UHPC構(gòu)件與裝飾一體主要應(yīng)用場景為對建筑造型和表觀質(zhì)量要求較高的纖薄輕巧結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,現(xiàn)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(yīng)用領(lǐng)域。
UHPC構(gòu)件與裝飾一體化實施關(guān)鍵在于、、、預(yù)制構(gòu)件廠、安裝單位、UHPC材料提供商各方的充分和溝通,反復(fù)推敲和逐步完善方案,即能符合對造型及表觀質(zhì)量的要求,又能夠結(jié)構(gòu)性,同時在構(gòu)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?nèi)粘I钪杏捕群芨叩纳F,抗壓強度一般在200Mpa (每平方可受力200噸),據(jù)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(zhàn)五渣”。
杭州余杭大劇院是我國建筑中對UHPC應(yīng)用的例,建筑整體采用“框剪+型鋼砼(混凝土)”的結(jié)構(gòu)形式,滿足冰面開裂的設(shè)計靈感,建筑渾然一體具有強的視覺效果。UHPC 表面細(xì)膩,為后期的維護也提供了諸多的便利。
根據(jù)用途和主要目的,UHPC應(yīng)用通常劃分為結(jié)構(gòu)性(structural)和裝飾性(Architectural)兩大類,結(jié)構(gòu)性UHPC是承擔(dān)除自重,風(fēng)荷載,地震力以外其他荷載的UHPC結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,典型應(yīng)用如預(yù)制梁,現(xiàn)澆鋼箱梁橋面鋪裝層,濕接縫等。
UHPC 的配合比設(shè)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(jié)構(gòu)致密,抗壓強度及耐久性好。因此, UHPC 的使用不僅可以減小構(gòu)件截面尺寸從而減小自重和建筑利用空間,還可用于嚴(yán)酷環(huán)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(rèn)為是一種可持續(xù)發(fā)展的混凝土材料。