超高性能混凝土 (UHPC) 材料在建筑幕墙中的应用
超高性能混凝土背景与简介
- 定义： 超高性能混凝土 (UHPC) 是兼具超高抗渗性能与力学性能的纤维增强水泥基复合材料，其设计理论为最大堆积密度理论。
- 发展历程： 1990 年代法国开始 UHPC 研究，丹麦 Aalborg Portland 水泥与混凝土试验室提出 DSP 理论，2010 年后进入发展快车道。
- 应用领域： 景观人行桥、桥梁、镂空板、大跨度透光屋面等。
- 材料组成： 胶凝材料、高强骨料、纤维增强材料。
- 性能优势： 抗压强度 ≥ 120 Mpa，初裂抗拉强度 ≥ 5 Mpa，高耐久性，高抗拉性能，可定制颜色和表面肌理。
UHPC 幕墙表皮案例研究
- 境外项目： 马赛塔大厦、路易威登基金会纪念馆、欧洲和地中海文明博物馆等，UHPC 主要应用于立面、屋面和镂空面板，实现遮阳、装饰和通透效果。
- 中国项目： 上音歌剧院、深汕科技生态园展示中心、深圳悦彩城、西安国际足球中心等，UHPC 主要应用于立面装饰，形成蜂巢状、镂空等效果。
UHPC 挂接系统设计
- 背栓式安装： 以锚栓套预埋于板块中，可靠性是关键。
- 自承重点爪式安装： 解决板块转运、吊装、安装环节的应力集中问题。
- 背负钢架的合理设置： 缓解制作环节对制体的损伤，保证受力安全和构造合理。
UHPC 幕墙装饰板的生产流程
- 原材料质量控制： 对水泥、掺合料、外加剂、骨料等进行严格的质量控制。
- 预制生产工厂要求： 建立完善的原材料检测、生产过程控制和成品验收制度。
- 产品标准： 制定 UHPC 产品标准，确保产品质量。
- 生产过程管控要点： 原材料搅拌、生产前准备、成型、养护、修补、喷涂拉色、包装运输等环节的管控要点。
- UHPC 色差控制措施： 从材料选择、成品保护及运输等方面控制 UHPC 色差。
UHPC 常见问题
- 表面耐脏性： UHPC 材料致密，污渍不易侵入，但需使用高质量的保护剂并定期清洁。
- 零气泡、零瑕疵： 实现零气泡、零瑕疵需要精密的生产工艺和严格的控制措施，可能增加生产成本，但能提高产品质量和耐久性。
- 荷叶效果： UHPC 材料可通过表面处理达到超疏水效果，持续时间取决于表面处理质量和使用环境。
- 防护材料： 防护材料应具有良好的耐老化性和较强的粘附力，以保证长期保护效果。
- 生产周期： 以 10000 平方米为例，一般生产周期约为 2-3 个月，可分批交货。
- 套筒标准： 套筒有相关设计和制造标准，使用需遵循相应国家标准或行业规范，并进行安全评估。
- 厚度： 平板厚度通常为 20-30 mm，带肋板厚度约为 15-20 mm。
- 成本： 每平方米成本受多种因素影响，从几百元到几千元人民币不等。
- 最大板块尺寸： 受运输规定限制，通常宽度不超过 2.4 米或低平板车的 3 米，高度不超过 3 m。
- 最高案例： 迈阿密豪宅项目，高度 216 m。
后记
弗思特建筑科技有限公司致力于推动新材料、新技术在建筑领域的应用，以提升建筑的性能和美学价值，并关注建筑的环境可持续性，为实现建筑行业的可持续发展贡献力量。
