UHPC构件与装饰一体主要应用场景为对建筑造型和表观质量要求较高的纤薄轻巧结构或构件,现阶段主要包括:桥梁、屋面、阳台和楼梯等,未来可望拓展至更多的应用领域。
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,且具有优异的抗拉性能,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,产品可以做得较薄,且需要较少的钢架支撑。除了物理性能十分优越之外,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。
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较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究竟能达到怎样的“高”性能呢?
1、耐久性高。正如上段文字所述,UHPC的配方是将材料分子进行有规律的排列从而使产品有很高的耐久性和很低的穿透性。这使材料潮湿、海边、冰雹、化学厂区等端环境下依然有着良好的性能。
2、自愈能力高。UHPC中添加了短而细的钢筋微纤维,它低孔隙度可以防止腐蚀和氧化,并能在损坏时“再生”。这是传说中的UHPC的“自愈能力”,它自愈的原理是利用空气中的湿度进一步水化反应,因此能够保持其初始强度甚至在端环境中也能被使用。
3、装饰性能高。UHPC的产品表面光洁度高,外界的有害介质很难侵入到产品中去,所以本身自洁能力很强。产品中采用添加矿物色粉调配出长久的纯色或混色的效果。而且产品中的着色剂等组分也不易向外析出。镂空或实心的均可制作,装饰效果非常好。
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