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)??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應用的例,建筑整體采用“框剪+型鋼砼(混凝土)”的結構形式,滿足冰面開裂的設計靈感,建筑渾然一體具有強的視覺效果。UHPC 表面細膩,為后期的維護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,工匠人進行細致的表面處理并精心養(yǎng)護。不僅在美觀度上會在達到設計師要求,同時也會產(chǎn)品的使用壽命。
UHPC名稱是混凝土。其“高”主要體現(xiàn)在兩個方面:具有高的耐久性和高的力學性能(抗壓、抗拉以及高韌性)。它的應用范圍非常廣泛,從結構到建筑幕墻、市政工程和遮陽、景觀建筑等。那么,UHPC為何具有如此呢?UHPC究竟能達到怎樣的“高”性能呢?
根據(jù)用途和主要目的,UHPC應用通常劃分為結構性(structural)和裝飾性(Architectural)兩大類,結構性UHPC是承擔除自重,風荷載,地震力以外其他荷載的UHPC結構或構件,典型應用如預制梁,現(xiàn)澆鋼箱梁橋面鋪裝層,濕接縫等。
UHPC 的配合比設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),所以其孔結構致密,抗壓強度及耐久性好。因此, UHPC 的使用不僅可以減小構件截面尺寸從而減小自重和建筑利用空間,還可用于嚴酷環(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 被認為是一種可持續(xù)發(fā)展的混凝土材料。