0.前言

超高性能混凝土（以下簡稱UHPC）是近三十年内發展起來的一種新型水泥基複合材料，具有超高的力學性能和耐久性，并兼具良好的韌性、黏結性能和抗沖擊、抗疲勞性能。近年來，随着UHPC制備技術的不斷成熟，其性能的優越性逐步被大衆認知，UHPC成為混凝土領域的研究熱點，廣泛用于結構、裝飾、加固、快修、鋪裝、接縫填注等。但由于其成本較高，現階段國内外UHPC的應用技術研究與試點工程主要停留在橋梁工程、建築外牆裝飾工程以及少量既有混凝土建築的維修加固工程。許多專家學者積極探索UHPC在建築結構工程中應用的可行性，其中，裝配式建築領域的應用備受關注。

從UHPC的分類出發，分析UHPC在裝配式建築領域的應用前景，在此基礎上提出裝配式建築用UHPC的質量控制指标體系，以期推動UHPC在裝配式建築領域的應用。

1.UHPC分類

根據對UHPC應用現狀的調研，UHPC的主要應用工程類别及部位如下：

（1）橋梁工程，包括現澆橋面鋪裝、橋梁濕接縫、預制橋面闆、橋面鋪裝、預制箱梁；（2）建築工程，包括建築外牆裝飾闆、小型預制構件（樓梯、陽台）、裝配式預制構件節點連接；（3）市政工程，包括預制蓋闆、預制綜合管廊、基礎設施結構加固等。

綜合UHPC用途與原材料組成體系的不同，将UHPC分為結構類UHPC和裝飾類UHPC，見表1。

2.UHPC在裝配式建築中的應用

2.1 建築外牆裝飾

UHPC用于建築外牆裝飾是UHPC最重要也是最為廣泛的應用領域之一，包括镂空幕牆、遮陽闆、三明治保溫牆闆、幹挂或濕貼裝飾面闆等。UHPC以其超高強度、超高韌性和超高耐久性，使其能夠在滿足結構承載力的要求下，減少結構橫截面的尺寸，做到輕質薄壁，讓建築設計師可以突破材料的束縛，設計出輕盈優美的結構外形。以法國馬塞Marseille聖讓港的歐洲和地中海文化博物館（以下簡稱MuCEM）為例，其镂空圍護幕牆由UHPC建造而成，制作精美。精緻華麗的花紋體現了地中海文化和手工藝的悠久傳統，同時也突出展現了超高性能材料在建築裝飾領域優越的綜合性能和巨大的應用潛力。

雖然目前建築外牆裝飾類UHPC更多地用于标志性和創意性建築中以體現其藝術價值，但未來也可産業化生産各種類型的UHPC标準闆，拓展其在裝配式建築裡的應用，發揮UHPC輕薄、耐久性好的優點。

2.2 裝配式漿錨搭接

對于裝配式混凝土結構，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，鋼筋漿錨搭接是指在預制混凝土構件中預留孔道，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，導緻設計過程中鋼筋搭接過長，施工過程中易出現灌注不飽滿的問題，進而給裝配式混凝土結構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），與傳統的水泥基灌漿材料相比，強度提升50%以上，與鋼筋的黏結強度提升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，符合裝配式建築“強節點、弱構件”的設計理念。

事實上，使用UHPC濕接縫連接構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構的梁-梁之間、蓋梁-墩柱之間以及墩柱-承台之間的接縫連接，甯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。上海某公司在國内率先開展了UHPC用于裝配式建築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，預制梁節點、柱節點、梁柱節點均可等同現澆，且部分性能優于現澆，有效縮短鋼筋搭接長度，降低施工難度。

2.3 裝配式預制構件

UHPC制作的裝配式混凝土預制構件是UHPC在裝配式建築結構中應用的另外一個重要方向，目前主要的裝配式UHPC預制構件包括各種風格形态的薄闆薄壁預制陽台、走道、樓梯等。國外也有部分标志性建築探索了UHPC預制結構柱和結構梁的應用，如MuCEM歐洲地中海博物館中大量使用UHPC立柱作為結構支撐，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。但在裝配式建築中采用UHPC預制構造柱還有成本過高的問題，若想發揮UHPC超高強度的優勢對構造柱進行截面尺寸削減可能會帶來結構剛度不足的風險。因此，UHPC預制柱和預制梁在裝配式建築中的應用有待UHPC結構設計研究成果來做基礎。

摘自《混凝土與水泥制品》雜志

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!