淺談新型建筑幕墻外裝飾材料(UHPC板)在幕墻中的應用

李樹娜 張帥

摘要：建筑幕墻在我國已經大面積使用好多年，但是隨著建筑形狀的復雜化越來越高，傳統的玻璃幕墻已經不能夠滿足建筑設計師的想象要求，而UHPC板恰恰能夠填補這個空白，它能夠實現復雜造型，工廠預制，使用壽命長等特點，已經廣泛應用到我國的建筑幕墻外裝飾材料中。

關鍵字：超高性能混凝土超高強高韌性高耐久新型建筑外裝飾材料

引言：超高性能水泥，又稱UHPC，這種材料作為工程受力材料已經有好多年了，但是作為建筑外裝飾材料還是近幾年才開始大量采用的。UHPC作為中國未來的最關鍵的建筑構件和制品材料，因其所具備的優良力學和高耐久性能，目前正在中國國內的土木基礎設施構造與施工領域中逐步推廣使用。相信未來UHPC將在中國的可持續發展土木結構建設上將獲得迅速推廣應用。而隨著近年來中國國內外UHPC工程應用的進一步推廣，中國有關公司與工程設計單位也迫切希望及時發布相關的設計與技術規程，以推動先進建筑構件的設計使用。本規程制定的主要目的，是對UHPC結構基礎構件設計工作加以規范與引導，以提高中國國內UHPC基礎結構的工程設計更有據可依。

一、UHPC材料組成

1.砂漿材料：混凝土結構工程一般應采用硅酸鹽砂漿、一般硅酸鹽砂漿、中熱硅酸鹽水泥以及白色硅酸鹽水泥混凝土基礎施工。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥應滿足規范中相關規定，白色硅酸鹽應滿足GB/T2015的有關規范。在采用其他類型的混凝土材料時，須經過測試認證，在達到超高性能的砂漿混凝土材料設計特性條件時可采用。

2.礦石填充料中：硅灰宜滿足GB/T27690的規定要求，SiO：含量應超過百分之九十。石英粉的SiO：含量宜超過百分之九十五，低于零點一六mm粒徑的顆粒比例宜超過百分之九十五，氯化物離子濃度不應超過百分之零點零二，硫化物或硫酸鹽濃度不應超過百分之零點五零，海桐濃度不應超過百分之零點五零。

3.骨料質量：混凝土外加劑須符合現行標準的相關規范，與混凝土和礦物填充料之間具有良好的適應性關系，并須經過測試認證，在達到超高性能的混凝土設計特性要求時可采用。

4.外加劑：減水劑方面應采用降水量不低于百分之三十的高性能減水劑。

5.玻璃纖維：選擇直徑為6mm～25mm、孔徑為0.10mm～0.25mm、微細鋼纖維。并須經過嚴格測試認證。

6.水：拌合用水應符合JGJ63的規定。

二、UHPC性能特點

UHPC同時具備"特高強、高柔韌和高耐久"的特點。"特高強"指UHPC可達到混凝土基材質硬度飛躍式的提升，更主要的是UHPC可以利用鋼玻璃纖維的硬度及其與膠凝材料漿體的牢固粘接來完成拉伸的"應力硬化"動作，從而具有很大的應力性能;鋼纖維體積摻量百分之一～百分之二的UHPC，也可跨入高韌性建筑材料的隊列。UHPC的基本生產原料，一般有混凝土、硅灰、超高效減水劑、細骨料和玻璃纖維（鋼玻璃纖維或復合型有機玻璃纖維）。UHPC可以減少施工成本、模具生產成本、勞動力成本和維護成本等，增加施工現場的穩定性，施工速度和工程生命周期。

UHPC的高度密實性和優異的工作特性，使它和鋼筋等相互接觸的材料表面產生了很高的光滑度，外面的危害介質也很難入侵到UHPC中去，而且UHPC中的染色劑等組成部分也無法直接向外部析出，因此利用這一特性可以將UHPC作為建筑的外墻裝飾材料。

三、檢測檢驗

UHPC是一類高強度，高韌性，孔隙率極低的超高強度混凝土基礎建筑材料。它的基本應用機理為：利用增加組織成份的細度和活力，不采用粗骨料時，將物料內部結構的孔洞和微裂縫縮減至最小化，以達到超高硬度和高耐久性。

高強、耐火，防爆，耐冰雹，防化學侵蝕：倍立達的UHPC超高性能水泥外墻板性能優異，輕質結構，無須另加鋼材直徑等的支撐，就可以做到更薄界面、更長的跨距，輕質而優雅，具有設計創造性。

延展性：水泥基底材料與金屬纖維和有機玻璃纖維的組合，達到了耐壓性能與抗折強度之間的有機平衡。

自然保養類的超高性能混凝土試塊，無特殊條件下，試驗年齡范圍應該28d。試塊須在標準蒸汽保養完畢后，存放在GB/T50081規定的實驗環境中至實驗年齡范圍。超高性能混凝土的干燥收縮試驗和早齡期自壓縮試件的實驗年齡范圍。

四、建筑外裝飾采用UHPC的意義

在今后比較長的一段時間內，中國建筑物外墻裝修裝飾材料產業仍會處在一次重大建設時代，而隨著社會對節能減排、可持續發展等要求的日益增強，對砼性能的需求也將會愈來愈高，對于進一步增強砼的利用率，采用UHPC材料很有必要的。高性能水泥研制與推廣是強化節水低耗、放置嚴重大氣污染的有效途徑，可以改善建筑物外裝的品質，延長建筑物外裝的壽命，增強抗災減害的能力，可以促進水泥產業結構調整。為中國的UHPC工程技術、混凝土材料研究和施工走在世界前面，作出了積極的貢獻。幕墻已有的非透光性建筑外裝飾材料有石材，鋁板等，但是石材密度大，強度不夠，不能做到大板塊;鋁板又缺乏厚重感，因此UHPC板是很好建筑外裝飾材料的替代材料。

五、工程應用

用于建筑外裝飾的UHPC 板材一般都是在工廠預裝到背負鋼架上，UHPC板材預埋錨栓，錨栓間距通長不大于800mm，預埋錨栓與鋼架固定好再運輸到工地，到工地后，采用吊車等設備把連帶鋼架的整塊UHPC板吊裝就位，與主體預埋件進行連接，這種做法單塊板塊最大可以達到80m2，長度可以達到12米，使用壽命很長，可以達到200年，可以做出豐富的造型，在工廠預制完成，精度很高，表面效果好，質感顏色豐富。同時，UHPC的固定方式還有，干掛，背栓之分。防火性能為A級，不燃燒體，熔點1000多度，顏色豐富，冷暖色調分明無色差，表面具有自潔功能，可以防塵、防水、光催化三位一體功能，自潔效果特優。工程案例包括：蘇州嘉德藝術中心，寧波諾丁漢大學國際科技創新孵化園，松江職工活動中心，深圳科技園展示中心。

結束語

綜上所述，結合UHPC的特點已經在建筑外裝飾上的應用可知道，該種材料必將被更多的建筑師所喜愛，他的使用范圍會越來越廣。

參考資料：

[1]人造板材幕墻工程技術規范 JGJ336[S].北京：中國建筑工業出版社.2016[2]超高性能混凝土（UHPC）技術要求T∕CECS 10107[S].北京：中國建筑工業出版社，2020