UHPC是什么？

UHPC中的UH是短语(ULTra-High)的缩写，是指***高量级。

Performance的单词是指性能和功效。

C指混凝土(Concrete)

UHPC是指超高性能混凝土(Ultra-Highperformanceconcrete)

▲普通混凝土。

▲UHPC

UHPC有多强。

由于UHPC是一种超高性能混凝土，其性能能能达到多高？就混凝土的主要抗压性能而言，普通混凝土的抗压强度几乎为15mpa-30mpa（每平方米20-30吨），而我们日常生活中硬度高的生铁的抗压强度一般为200mpa（每平方米200吨）。据说UHPC的抗压强度***高，但可达810mpa（每平方米810吨）。

)。可以说，普通混凝土在UHPC面前是五渣。

齐天大圣孙悟空的如意金箍棒变化无穷，有通天彻地的能力。换成如意金箍棒，不多达13500公斤(约6.75吨)。在***高强度的UHPC上放一百根定海针很容易。

超高混凝土(UHPC)的高不仅仅是单一的抗压能力。

UHPC的“三高”

超高性能混凝土以三高为主，强度高，耐久性高，工作性高。

『强度高』

上面提到UHPC的***高抗压强度可以达到810mpa，因为每个**的工艺水平差异很大，UHPC的***低抗压要求也可以达到150mpa以上，抗剪力可以达到25mpa以上，隔热性高，防水性高，质地细腻，基本上可以隔离所有有害介质。可以说是擎天白玉柱，海紫金梁，独立扛着一天。

▲中海左岸兰庭，建筑设计:上海天华，UHPC建设:南京倍立达王骁，是建筑摄影。

耐久性高

传统混凝土是不可避免的，它们有很多间隙。在高温或低温、连续雨或阳光明媚的情况下，间隙将进一步扩大使用寿命低，UHPC本身基本上没有间隙。即使受外力影响，UHPC也具有神奇的自愈能力。

UHPC***早用于桥梁施工，以减轻结构的重量，提高结构的使用寿命和耐久性。使用寿命可达100年以上。

▲etovice河畔的桥梁，捷克。

▲Sunyudofootbridge。

工作性高

与传统混凝土的厚、笨、厚、重不同，UHPC凭借其强大的物理特性，可以极其轻量化结构，具有强烈的视觉美感。凭借其**的性能，设计师可以**实现无拘无束的想象力。

UHPC密度大，表面光洁度高，质地细腻，温润如玉。普通混凝土在UHPC面前**是一个粗糙的人。不仅如此，超低的孔隙率也使UHPC不易被污染，易于清洁和维护。

▲Uluru混凝土模块座椅/Shirostudio。

为什么UHPC如此强大。

传统混凝土一般由水泥、掺合料、砂、水等成分按一定比例制备。经过一定的搅拌和维护，形成了以骨料（砂）和水泥浆为主的水泥基复合材料。然而，传统混凝土的骨料和水泥浆在物理和力学性能上存在很大差异，主要受以下三个方面的限制：

首先，水泥浆在高温或低温热胀冷缩中含水，骨料与水泥浆之间自然会产生缝隙。

第二，以砂为主的骨料硬度不高，体积大。在外力的使用下，间隙会进一步扩大。一般来说，骨料体积越大，裂缝越大。

第三，传统混凝土搅拌过程粗糙，支撑骨料在水泥浆中分布不均匀，孔隙率较高，大大降低了混凝土的抗压能力。

▲混凝土配料及混凝土浇筑。

传统混凝土脆性大，抗压能力差，耐久性低。抗压能力仅为20mpa-30mpa。

提高混凝土性能主要从以下三点入手:

1.尽量减少混凝土中的水分含量。

2.寻找体积较小、硬度较高的物质作为骨料。

3.降低孔隙率，使骨料、介质等分支更加均匀。

减水剂降低水分含量

超细粉末提高密度

20世纪70年代，丹麦人通过在混凝土中添加减水剂和超细粉末，大大提高了混凝土的强度。减水剂大大降低了混凝土中的水分含量。将超细粉末作为掺合料添加到混凝土成分中，通过充分搅拌，**减少骨料之间的间隙，***大限度地降低混合空气的质量，提高材料的密度。

通过上述方法处理的混凝土称为HPC（高强度混凝土）。理论上，HPC的抗压能力可达到120MPA（每平方米120吨）。

钢纤维增强

活性粉末提高融合度

20世纪90年代左右，人们将硅灰、矿物粉末等活性矿物粉末作为混凝土的混合物，用超细钢纤维代替传统的粗骨料，并将超细活性粉末混合，以***大限度地减少材料的内部缺陷。钢纤维强度较高，体积较小，硅灰、矿物粉末等活性矿物粉末可使材料在化学意义上的融合更高，经过长时间的高温高压维护，混凝土在微观结构上达到***佳水平。即使材料在活性矿物粉末的作用下有细微的裂缝，它也可以缓慢地自愈。

▲混凝土超细钢纤维。

高压成型

高温养护

由于活性矿物粉末在整个过程中起着主导作用，此时的混凝土被称为RPC(ReactivePoederconcrete)活性粉末混凝土。这种混凝土已经能够具有超高的物理性能，开始被称为UHPC。

一般来说，RPC（活性粉末混凝土）可根据不同的维护条件分为两个等级。在20℃-90℃的情况下，RPC的抗压强度可达到200MPA（每平方米200吨）左右。这种混凝土被称为PRC200。如果RPC在高压成型后（UHPC在高压下的孔隙率较低）在250℃-400℃的条件下进行维护，RPC的抗压强度可达到500MPA-800MPA，这种混凝土称为PRC800。

各国的工艺生产水平和科技差异很大，UHPC的评价标准也差异很大。一般来说，抗压强度超过150MPA的混凝土可以称为超高性能混凝土(UHPC)。

▲白塔寺杂院预制模块设计，北京/度态建筑摄影:孙海霆。

UHPC相对局限性

一般来说，如果UHPC想要达到相对较高的强度，它需要一定的高温、高压和热维护作为必要条件。另一方面，钢纤维在搅拌过程中容易形成，需要大型专业的搅拌设备。这些基本上很难满足现场浇筑的施工条件。这导致UHPC主要是需要在工厂提前准备的预制件。

▲UHPC预制构件(图片来源:上海天华)中海左岸兰庭项目

UHPC应用案例。

卡塔尔**博物馆

卡塔尔博物馆于2019年开放，灵感来自独特的自然意图沙漠玫瑰，垂直结构建立了主要的承重结构，支撑了一个交错的圆盘，充满了未来感。建筑师要求努维尔利用UHPC的强大力学性能，将夸张的圆盘作为热带沙漠环境的主要遮阳系统，创造了建筑、户外和感官整合的独特体验。