UHPC究竟能達(dá)到怎樣的“高”性能呢?
1、耐久性高。正如上段文字所述,UHPC的配方是將材料分子進(jìn)行有規(guī)律的排列從而使產(chǎn)品有很高的耐久性和很低的穿透性。這使材料潮濕、海邊、冰雹、化學(xué)廠區(qū)等端環(huán)境下依然有著良好的性能。
2、自愈能力高。UHPC中添加了短而細(xì)的鋼筋微纖維,它低孔隙度可以防止腐蝕和氧化,并能在損壞時“再生”。這是傳說中的UHPC的“自愈能力”,它自愈的原理是利用空氣中的濕度進(jìn)一步水化反應(yīng),因此能夠保持其初始強度甚至在端環(huán)境中也能被使用。
3、裝飾性能高。UHPC的產(chǎn)品表面光潔度高,外界的有害介質(zhì)很難侵入到產(chǎn)品中去,所以本身自潔能力很強。產(chǎn)品中采用添加礦物色粉調(diào)配出長久的純色或混色的效果。而且產(chǎn)品中的著色劑等組分也不易向外析出。鏤空或?qū)嵭牡木芍谱鳎b飾效果非常好。
UHPC的基本特點
1、化學(xué)穩(wěn)定性和抗侵蝕力:UHPC產(chǎn)品沒有內(nèi)部惡化過程(延遲鈣礬石、碳硫硅鈣石、堿骨料反應(yīng)、未水化熟料膨脹等),表現(xiàn)出對酸性介質(zhì)的高抵抗力,可以暴露在各種侵蝕環(huán)境下(硫酸鹽、硝酸鹽、海水等)。使用壽命高過。
2、高耐久性:能夠耐受各種有害物質(zhì)滲透到基體內(nèi)部,同時具有自愈能力,防水效果好。
3、高強、防火、抗暴、抗冰雹,UHPC的性能輕質(zhì)高強,在無需另加鋼筋支撐時可以實現(xiàn)更薄界面、更長跨距、輕雅,更具創(chuàng)新性。
4、美觀性:造型隨意,可以內(nèi)摻豐富的顏色、用模具實現(xiàn)多樣質(zhì)地,具有良好的表現(xiàn)效果。
5、延展性:水泥基材與金屬纖維和有機纖維的結(jié)合實現(xiàn)了抗壓強度和抗壓強度和抗折強度的有機平衡。
6、可持續(xù)性:UHPC能夠降低建筑成本、模具成本、勞動力成本和維修成本等,提高場地的性,建造速度和建筑生命周期。
UHPC表面效果
色彩:UHPC具有多種色彩、紋理和形狀可供選擇,可以提供豐富多彩的設(shè)計方案可保留礦物本性色彩持久不褪色。
肌理:采用高強度細(xì)骨料以及纖維增強材料,能限度地地復(fù)制出種子造型和材質(zhì)、紋理,可作出粗糙或噴砂的表面效果。
為什么選擇UHPC
與普通混凝土相比,UHPC抗壓強度是其3-6倍,抗折強度是其10倍,耐久性是標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的100倍,且具有的抗拉性能,體現(xiàn)韌性,能夠為世界范圍內(nèi)的工程難題提供解決方案。
與GRC相比,除了抗壓強度的差異之外,楊氏模量是其2倍以上。楊氏模量越大,越不容易發(fā)生變形,產(chǎn)品可以做得更薄,且需要更少的鋼架支撐。除了物理性能十分之外,UHPC幾乎可以做出任意造型,從平面到鏤空(鏤空率可達(dá)70%)再到曲面等各種異型均制作,能隨意發(fā)揮設(shè)計師百變創(chuàng)意,而且可以表現(xiàn)不同材料質(zhì)感,讓建筑體現(xiàn)出不同文化底蘊。
既然UHPC是性能混凝土,那它的性能究竟可以達(dá)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(dá)到810Mpa(每平方米可受力810噸)??梢哉f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(hù)也提供了諸多的便利。
UHPC在于原材料的選用。在選用骨料時剔除粗骨料,限制細(xì)骨料的粒徑不大于300um,使材料內(nèi)部的孔隙與微裂縫減到少,以獲得高強度與高耐久性。并且通過添加短而細(xì)的鋼纖維,改善材料延性。其次,在于工匠人的精心制作。在UHPC初步制作完成后,工匠人進(jìn)行細(xì)致的表面處理并精心養(yǎng)護(hù)。不僅在美觀度上會在達(dá)到設(shè)計師要求,同時也會產(chǎn)品的使用壽命。
在建筑及橋梁結(jié)構(gòu),建筑外立面裝飾,建筑修補加固等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。UHPC的使其在結(jié)構(gòu),裝飾等各方面的應(yīng)用較其他混裝土材料更加節(jié)約材料用量,并能夠減輕建筑物或構(gòu)件自重,從而減少二氧化碳排放,而的耐久性能減少建筑物和構(gòu)件的維護(hù)返修,在建筑的全生命周期實現(xiàn)更加綠色和節(jié)能的建筑和構(gòu)件。
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。