UHPC在裝配式建筑中的應用（UHPC超高性能混凝土的應用）

       超高性能混凝土（以下簡稱UHPC）是近三十年內(nèi)發(fā)展起來的一種新型水泥基復合材料，具有超高的力學性能和耐久性，并兼具良好的韌性、黏結(jié)性能和抗沖擊、抗疲勞性能。近年來，隨著UHPC制備技術的不斷成熟，其性能的優(yōu)越性逐步被大眾認知，UHPC成為混凝土領域的研究熱點，廣泛用于結(jié)構(gòu)、裝飾、加固、快修、鋪裝、接縫填注等。但由于其成本較高，現(xiàn)階段國內(nèi)外UHPC的應用技術研究與試點工程主要停留在橋梁工程、建筑外墻裝飾工程以及少量既有混凝土建筑的維修加固工程。許多專家學者積極探索UHPC在建筑結(jié)構(gòu)工程中應用的可行性，其中，裝配式建筑領域的應用備受關注。下面給大家介紹一下UHPC在裝配式建筑中的應用。

       一、建筑外墻裝飾

　　UHPC用于建筑外墻裝飾是UHPC最重要也是最為廣泛的應用領域之一，包括鏤空幕墻、遮陽板、三明治保溫墻板、干掛或濕貼裝飾面板等。UHPC以其超高強度、超高韌性和超高耐久性，使其能夠在滿足結(jié)構(gòu)承載力的要求下，減少結(jié)構(gòu)橫截面的尺寸，做到輕質(zhì)薄壁，讓建筑設計師可以突破材料的束縛，設計出輕盈優(yōu)美的結(jié)構(gòu)外形。以法國馬塞Marseille圣讓港的歐洲和地中海文化博物館（以下簡稱MuCEM）為例，其鏤空圍護幕墻由UHPC建造而成，制作精美。精致華麗的花紋體現(xiàn)了地中海文化和手工藝的悠久傳統(tǒng)，同時也突出展現(xiàn)了超高性能材料在建筑裝飾領域優(yōu)越的綜合性能和巨大的應用潛力。

　　 雖然目前建筑外墻裝飾類UHPC更多地用于標志性和創(chuàng)意性建筑中以體現(xiàn)其藝術價值，但未來也可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)各種類型的UHPC標準板，拓展其在裝配式建筑里的應用，發(fā)揮UHPC輕薄、耐久性好的優(yōu)點。

       二、裝配式漿錨搭接

　　 對于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，其核心是可靠的鋼筋連接技術。目前，除鋼筋套筒灌漿連接外，濕接縫連接的應用也比較多，而漿錨搭接是濕縫連接的一種[6]，鋼筋漿錨搭接是指在預制混凝土構(gòu)件中預留孔道，在孔道中插入需搭接的鋼筋，并灌注水泥基材料進行錨固的搭接方式。傳統(tǒng)的鋼筋漿錨搭接連接由于錨固材料強度的局限性以及與鋼筋間的握裹力不足，導致設計過程中鋼筋搭接過長，施工過程中易出現(xiàn)灌注不飽滿的問題，進而給裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的安全性帶來了巨大風險。UHPC具有超高的抗壓強度（通常≥120 MPa），與傳統(tǒng)的水泥基灌漿材料相比，強度提升50%以上，與鋼筋的黏結(jié)強度提升40%~80%，并可有效降低搭接長度，降低灌注不飽滿的風險。此外，采用UHPC作為鋼筋漿錨搭接連接的錨固材料能大幅提高預制構(gòu)件連接處的承載能力，包括抗疲勞、抗震、抗裂性能以及耐久性，符合裝配式建筑“強節(jié)點、弱構(gòu)件”的設計理念。

　　 事實上，使用UHPC濕接縫連接構(gòu)件率先在裝配式橋梁工程中得到了成功的應用，如上海嘉敏高架預制裝配式結(jié)構(gòu)的梁-梁之間、蓋梁-墩柱之間以及墩柱-承臺之間的接縫連接，寧波機場路南延市政道路和輕軌一體化高架箱梁縱向接縫連接等。預制裝配式橋梁與UHPC濕接縫組合的技術體系的成功應用為UHPC在裝配式漿錨搭接方面的應用技術研究提供了基礎。上海某公司在國內(nèi)率先開展了UHPC用于裝配式建筑漿錨連接的技術研究，通過大量試驗，論證了當鋼筋搭接長度為10d時，預制梁節(jié)點、柱節(jié)點、梁柱節(jié)點均可等同現(xiàn)澆，且部分性能優(yōu)于現(xiàn)澆，有效縮短鋼筋搭接長度，降低施工難度。

       三、裝配式預制構(gòu)件

　　 UHPC制作的裝配式混凝土預制構(gòu)件是UHPC在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中應用的另外一個重要方向，目前主要的裝配式UHPC預制構(gòu)件包括各種風格形態(tài)的薄板薄壁預制陽臺、走道、樓梯等。國外也有部分標志性建筑探索了UHPC預制結(jié)構(gòu)柱和結(jié)構(gòu)梁的應用，如MuCEM歐洲地中海博物館中大量使用UHPC立柱作為結(jié)構(gòu)支撐，立柱采用了三種形式：直立柱、Y型柱、N型柱。柱子的直徑（25~40cm）與高度（2.89~8.79m）都不同，最終形成80種不同的組合。但在裝配式建筑中采用UHPC預制構(gòu)造柱還有成本過高的問題，若想發(fā)揮UHPC超高強度的優(yōu)勢對構(gòu)造柱進行截面尺寸削減可能會帶來結(jié)構(gòu)剛度不足的風險。因此，UHPC預制柱和預制梁在裝配式建筑中的應用有待UHPC結(jié)構(gòu)設計研究成果來做基礎。

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