超高性能混凝土材料在裝配式建筑中的應用

李娜，覃霞

（南寧職業(yè)技術學院，廣西南寧530008）

1 UHPC 分類

UHPC 是一種高性能混凝土，具有出色的力學性能和耐久性能。 根據其用途和特點，UHPC 可以分為以下幾類。

1.1 結構用UHPC

用于建筑和橋梁等結構中的承重構件， 具有高強度、高韌性和耐久性，能夠滿足大跨度和高荷載的要求。

1.2 預制構件用UHPC

用于制造預制混凝土構件，如梁、柱、板等。 預制構件用UHPC 具有高強度和高精度， 能夠實現工廠化生產和快速施工。

1.3 裝飾用UHPC

用于室內和室外的裝飾和景觀工程。 裝飾用UHPC 具有豐富的表面紋理和顏色選擇，能夠實現復雜的造型和細節(jié)。

1.4 耐火用UHPC

用于耐火結構和耐火材料的制造。 耐火用UHPC 具有優(yōu)異的耐高溫性能和抗火災能力。

1.5 其他特殊用途UHPC

根據具體需求，還可以開發(fā)出適用于特殊用途的UHPC，如耐化學腐蝕UHPC、防爆UHPC 等。

2 UHPC 在裝配式建筑中的應用

2.1 裝配式漿錨搭接

在裝配式建筑中，UHPC 可以應用于裝配式漿錨搭接的技術中。裝配式漿錨搭接是一種用于連接預制構件的方法， 通過在構件接縫處注入UHPC漿料，形成強固的連接。

裝配式漿錨搭接具有以下優(yōu)勢：UHPC 具有高強度和高韌性，可以提供可靠的連接強度，確保構件之間的連接牢固可靠。裝配式漿錨搭接可以在工廠預制構件時進行， 減少現場施工時間。 此外，UHPC 漿料的流動性好，可以快速填充接縫，提高施工效率。 UHPC 具有優(yōu)異的耐久性能，能夠抵抗氣候變化、 化學腐蝕和溫度變化等因素的影響，確保連接的持久性。UHPC 漿料可以根據設計需求進行染色和表面處理， 使連接處的外觀更加美觀，提升建筑的整體質感。

2.2 裝配式預制構件

在裝配式建筑中，UHPC 廣泛應用于裝配式預制構件， 其具有以下優(yōu)勢：UHPC 具有極高的抗壓強度和抗拉強度，可制作出更輕、更薄但同樣強度的預制構件，減輕結構負荷，減輕運輸和安裝的負擔，提高施工效率。UHPC 可通過模具制作，保證預制構件的尺寸和形狀的一致性，提高施工精度和裝配速度。 UHPC 可根據設計需求進行定制，可制作出各種形狀、尺寸和表面效果的預制構件，滿足不同建筑風格和功能要求。

3 裝配式建筑用UHPC 質量控制技術指標

3.1 拌和物性能指標

UHPC 的密度要求通常在2 200～2 500 kg/m3。較高的密度可提高UHPC 的力學性能和耐久性。UHPC 的含氣量通常要求在1%～3%， 適量的氣泡可改善UHPC 的流動性和抗裂性能。UHPC 的流動性要求適合于在模具中填充和充實，通常通過流動度測試進行衡量， 要求UHPC 的流動度在20～30 cm。UHPC 的凝結時間要求適合于預制構件的生產和裝配，通常在幾小時至一天之間，以確保UHPC 能夠在預定的時間內達到足夠的強度。

3.2 力學性能指標

UHPC 的抗壓強度通常在100～200 MPa。

UHPC 的彈性模量通常在50～100 GPa。

UHPC 的抗彎強度通常在20～30 MPa。

UHPC 的抗拉性能通常在8～12 MPa， 抗拉模量通常在30～50 GPa。

UHPC 的延伸性通常在1%～2%。

3.3 收縮

UHPC 的收縮應變通常在200～500 με， 收縮率通常在50～150 με/d。

3.4 抗氯離子滲透性能

UHPC 在抗氯離子滲透性能方面表現出色。UHPC 具有非常高的密實性， 其微觀結構更加致密，減少了氯離子的滲透通道，這使UHPC 在抵抗氯離子滲透方面具有優(yōu)勢。UHPC 通常采用低水膠比的配方，水膠比越低，混凝土的孔隙度越小，從而減少了氯離子的滲透。UHPC 中常添加具有抗?jié)B透性能的添加劑，如氯離子抑制劑、減水劑等。這些添加劑可減緩氯離子的滲透速度，提高混凝土的抗?jié)B透性能。 UHPC 中常添加纖維增強材料，如鋼纖維或碳纖維等。這些纖維可增加混凝土的韌性和抗裂性能，減少裂縫的形成，從而減少氯離子的滲透。

以上各性能均為UPHC 配方， 工藝和試驗條件等因素影響，可根據設計要求進行調整。

4 UHPC 在裝配式建筑中應用的局限性

UHPC 的原材料成本較高，加工和生產過程也相對復雜，使UHPC 預制構件的成本較高，會限制其在一些低成本建筑項目中的應用。UHPC 的制備和施工技術要求較高， 需要專業(yè)的工藝和設備，對施工隊伍的技術水平和設備投資提出了一定的要求。 相對傳統(tǒng)混凝土材料而言，UHPC 的市場供應相對較少，會導致供應不足和交貨周期較長，限制了其在裝配式建筑中的廣泛應用。相對于傳統(tǒng)混凝土，UHPC 的可塑性較差， 不易進行大范圍的變形和修復， 會限制其在某些裝配式構件中的應用，特別是需要大范圍變形的構件。 盡管存在一些局限性， 但隨著技術的不斷發(fā)展和市場需求的增加，相信UHPC 在裝配式建筑中的應用將會得到進一步推廣和完善。

5 結語

UHPC 作為一種高性能混凝土材料，具有優(yōu)異的收縮性能和抗氯離子滲透性能及較高的力學性能，為工程結構的耐久性和可靠性提供了良好的保障。 隨著對UHPC 的研究和應用的不斷深入，相信其在工程領域的應用前景將更加廣闊。