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
为什么选择UHPC
与普通混凝土相比,UHPC抗压强度是其3-6倍,抗折强度是其10倍,耐久性是标准指标的100倍,且具有的抗拉性能,体现韧性,能够为世界范围内的工程难题提供解决方案。
与GRC相比,除了抗压强度的差异之外,杨氏模量是其2倍以上。杨氏模量越大,越不容易发生变形,产品可以做得更薄,且需要更少的钢架支撑。除了物理性能十分之外,UHPC几乎可以做出任意造型,从平面到镂空(镂空率可达70%)再到曲面等各种异型均制作,能随意发挥设计师百变创意,而且可以表现不同材料质感,让建筑体现出不同文化底蕴。
既然UHPC是性能混凝土,那它的性能究竟可以达到多高?以混凝土主要的抗压性能来看,普通混凝土的抗压强度差不多在15Mpa-30Mpa(每平方米可受力20-30吨),而我们日常生活中硬度很高的生铁,抗压强度一般在200Mpa (每平方可受力200吨),据说UHPC抗压强度却可以达到810Mpa(每平方米可受力810吨)。可以说普通混凝土在UHPC面前都是“战五渣”。
UHPC是一种具有强力学性能、高韧性、高耐久性和优良浇筑及成型性能的水泥基混凝土材料。UHPC通过选用高活性的微细材料,采用紧密积和纤维增强技术配制而成。UHPC的各项性能指标均大幅度优于普通混凝土。
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。
UHPC 的配合比设计遵循紧密堆积密度理论,水泥用量大(700kg/m3),水灰比小(0.14~0.2),所以其孔结构致密,抗压强度及耐久性好。因此, UHPC 的使用不仅可以减小构件截面尺寸从而减小自重和建筑利用空间,还可用于严酷环境下的土木工程的建造 。相比普通混凝土建筑,UHPC 建筑使用寿命长,能减少建筑物在使用期间的维修费用。因此,UHPC 被认为是一种可持续发展的混凝土材料。