浅谈新型建筑幕墙外装饰材料(UHPC板)在幕墙中的应用

李树娜 张帅

摘要：建筑幕墙在我国已经大面积使用好多年，但是随着建筑形状的复杂化越来越高，传统的玻璃幕墙已经不能够满足建筑设计师的想象要求，而UHPC板恰恰能够填补这个空白，它能够实现复杂造型，工厂预制，使用寿命长等特点，已经广泛应用到我国的建筑幕墙外装饰材料中。

关键字：超高性能混凝土超高强高韧性高耐久新型建筑外装饰材料

引言：超高性能水泥，又称UHPC，这种材料作为工程受力材料已经有好多年了，但是作为建筑外装饰材料还是近几年才开始大量采用的。UHPC作为中国未来的最关键的建筑构件和制品材料，因其所具备的优良力学和高耐久性能，目前正在中国国内的土木基础设施构造与施工领域中逐步推广使用。相信未来UHPC将在中国的可持续发展土木结构建设上将获得迅速推广应用。而随着近年来中国国内外UHPC工程应用的进一步推广，中国有关公司与工程设计单位也迫切希望及时发布相关的设计与技术规程，以推动先进建筑构件的设计使用。本规程制定的主要目的，是对UHPC结构基础构件设计工作加以规范与引导，以提高中国国内UHPC基础结构的工程设计更有据可依。

一、UHPC材料组成

1.砂浆材料：混凝土结构工程一般应采用硅酸盐砂浆、一般硅酸盐砂浆、中热硅酸盐水泥以及白色硅酸盐水泥混凝土基础施工。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥应满足规范中相关规定，白色硅酸盐应满足GB/T2015的有关规范。在采用其他类型的混凝土材料时，须经过测试认证，在达到超高性能的砂浆混凝土材料设计特性条件时可采用。

2.矿石填充料中：硅灰宜满足GB/T27690的规定要求，SiO：含量应超过百分之九十。石英粉的SiO：含量宜超过百分之九十五，低于零点一六mm粒径的颗粒比例宜超过百分之九十五，氯化物离子浓度不应超过百分之零点零二，硫化物或硫酸盐浓度不应超过百分之零点五零，海桐浓度不应超过百分之零点五零。

3.骨料质量：混凝土外加剂须符合现行标准的相关规范，与混凝土和矿物填充料之间具有良好的适应性关系，并须经过测试认证，在达到超高性能的混凝土设计特性要求时可采用。

4.外加剂：减水剂方面应采用降水量不低于百分之三十的高性能减水剂。

5.玻璃纤维：选择直径为6mm～25mm、孔径为0.10mm～0.25mm、微细钢纤维。并须经过严格测试认证。

6.水：拌合用水应符合JGJ63的规定。

二、UHPC性能特点

UHPC同时具备"特高强、高柔韧和高耐久"的特点。"特高强"指UHPC可达到混凝土基材质硬度飞跃式的提升，更主要的是UHPC可以利用钢玻璃纤维的硬度及其与胶凝材料浆体的牢固粘接来完成拉伸的"应力硬化"动作，从而具有很大的应力性能;钢纤维体积掺量百分之一～百分之二的UHPC，也可跨入高韧性建筑材料的队列。UHPC的基本生产原料，一般有混凝土、硅灰、超高效减水剂、细骨料和玻璃纤维（钢玻璃纤维或复合型有机玻璃纤维）。UHPC可以减少施工成本、模具生产成本、劳动力成本和维护成本等，增加施工现场的稳定性，施工速度和工程生命周期。

UHPC的高度密实性和优异的工作特性，使它和钢筋等相互接触的材料表面产生了很高的光滑度，外面的危害介质也很难入侵到UHPC中去，而且UHPC中的染色剂等组成部分也无法直接向外部析出，因此利用这一特性可以将UHPC作为建筑的外墙装饰材料。

三、检测检验

UHPC是一类高强度，高韧性，孔隙率极低的超高强度混凝土基础建筑材料。它的基本应用机理为：利用增加组织成份的细度和活力，不采用粗骨料时，将物料内部结构的孔洞和微裂缝缩减至最小化，以达到超高硬度和高耐久性。

高强、耐火，防爆，耐冰雹，防化学侵蚀：倍立达的UHPC超高性能水泥外墙板性能优异，轻质结构，无须另加钢材直径等的支撑，就可以做到更薄界面、更长的跨距，轻质而优雅，具有设计创造性。

延展性：水泥基底材料与金属纤维和有机玻璃纤维的组合，达到了耐压性能与抗折强度之间的有机平衡。

自然保养类的超高性能混凝土试块，无特殊条件下，试验年龄范围应该28d。试块须在标准蒸汽保养完毕后，存放在GB/T50081规定的实验环境中至实验年龄范围。超高性能混凝土的干燥收缩试验和早龄期自压缩试件的实验年龄范围。

四、建筑外装饰采用UHPC的意义

在今后比较长的一段时间内，中国建筑物外墙装修装饰材料产业仍会处在一次重大建设时代，而随着社会对节能减排、可持续发展等要求的日益增强，对砼性能的需求也将会愈来愈高，对于进一步增强砼的利用率，采用UHPC材料很有必要的。高性能水泥研制与推广是强化节水低耗、放置严重大气污染的有效途径，可以改善建筑物外装的品质，延长建筑物外装的寿命，增强抗灾减害的能力，可以促进水泥产业结构调整。为中国的UHPC工程技术、混凝土材料研究和施工走在世界前面，作出了积极的贡献。幕墙已有的非透光性建筑外装饰材料有石材，铝板等，但是石材密度大，强度不够，不能做到大板块;铝板又缺乏厚重感，因此UHPC板是很好建筑外装饰材料的替代材料。

五、工程应用

用于建筑外装饰的UHPC 板材一般都是在工厂预装到背负钢架上，UHPC板材预埋锚栓，锚栓间距通长不大于800mm，预埋锚栓与钢架固定好再运输到工地，到工地后，采用吊车等设备把连带钢架的整块UHPC板吊装就位，与主体预埋件进行连接，这种做法单块板块最大可以达到80m2，长度可以达到12米，使用寿命很长，可以达到200年，可以做出丰富的造型，在工厂预制完成，精度很高，表面效果好，质感颜色丰富。同时，UHPC的固定方式还有，干挂，背栓之分。防火性能为A级，不燃烧体，熔点1000多度，颜色丰富，冷暖色调分明无色差，表面具有自洁功能，可以防尘、防水、光催化三位一体功能，自洁效果特优。工程案例包括：苏州嘉德艺术中心，宁波诺丁汉大学国际科技创新孵化园，松江职工活动中心，深圳科技园展示中心。

结束语

综上所述，结合UHPC的特点已经在建筑外装饰上的应用可知道，该种材料必将被更多的建筑师所喜爱，他的使用范围会越来越广。

参考资料：

[1]人造板材幕墙工程技术规范 JGJ336[S].北京：中国建筑工业出版社.2016[2]超高性能混凝土（UHPC）技术要求T∕CECS 10107[S].北京：中國建筑工业出版社，2020