UHPC,超高性能混凝土

超高性能混凝土（UHPC） —— 改变世界的神奇材料

UHPC概述

UHPC是具有超高强度，超低吸水率，超强耐久性和耐侵蚀性能的特殊混凝土。目前在建筑设计领域（区别于结构领域）使用的UHPC的抗压强度大于120MPa，抗折强度大于25MPa。

虽然UHPC可以达到很高的抗压强度，但对于纤薄建筑构件，主要利用的是UHPC的抗折强度。

在实际应用中，UHPC基体的超高强度通过小掺量的耐聚乙烯醇纤维或钢纤维进一步得到增强和增韧。
UHPC基本配置原理

通过提高组织成分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少，以获得超高强度与高耐久性。

使用更高数量级的原材料，如水、砂、水泥、硅灰、纤维、外加剂，通过微观连续级配技术，超高效减水剂和纤维，充分发挥超细颗粒和经仔细选择颗粒的化学和几何特性，并使这些颗粒通过正确的搅拌，浇筑和养护以达到基体的紧密堆积和超强的分子结合力。
UHPC的物理特性

◼ 抗压强度≥120MPa；
◼ 纤维增强，提高韧性，抗折强度≥25MPa；
◼ 极低的水灰比→高密度→低孔隙率→微观结构致密；
◼ 极佳的耐久性·极低的吸水率；
◼ 极佳的抵抗氯化物侵入的性能；
◼ 极高的冻融循环性能；
◼ 抵抗硫化物或酸腐蚀的性能极佳；
◼ 也称活性粉未混凝土（Reactive Powder Concrete-RPC）。
UHPC的应用特性

◼ 力学性能 —— 超高的抗压、抗弯强度；
◼ 高耐久性 —— 不连通空隙率低于2%，可抵抗极强的化学腐蚀；
◼ 美观性佳 —— 精确复制模具的表面和几何图案，质感细腻，堪比艺术品；
◼ 可塑性好 —— 可实现任意曲面、镂空造形，是实现建筑美学的最理想材料；
◼ 自清洁性 —— 材质密实，有极强的憎水和防污渍能力，使其具有自洁能力。
◼ 可持续性——独特的结构能够解决环保问题和降低生命周期成本，如降低建筑成本、模具成本、劳动力成本和维修成本等，提高建筑场地的安全性，建造速度和建筑生命周期。
1、抗压性能

通过提高组分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的缺陷（孔隙与微裂缝）减到最少，以获得超高强度与高耐久性。UHPC产品的强度比传统混凝土高6～8倍。压缩试验结果表明，在达到最大应力前材料性能表现为线性，在此阶段材料没有任何损伤。

2、抗弯性能

掺入2%金属纤维，使每方混凝土含五千万根纤维，纤维具有吸收变形的能力。当材料弯曲开裂时就会表现出优异的延展性，应力区域出现很多裂缝但不至于整体断裂。
3、耐久性

UHPC产品的微结构是密闭的，这使它具有优秀的耐磨性、抗腐蚀性和抗化学侵蚀性，是一种具有超高性能的耐久材料。UHPC产品可在严重侵蚀环境条件下使用而不被破坏，如硫酸盐、酸性溶液和海水等，并具有自愈性。

4、美观性

UHPC的高密实性与良好的工作性能，使其与模板相接触的表面具有很高的光洁度，外界的有害介质很难侵入到UHPC中去，而且UHPC中的着色剂等组分也不易向外析出，利用这一特点可精确复制模具的表面和几何图案，把UHPC用作建筑物的外装饰材料。

5、可塑性

不同于其他混凝土，UHPC产品可以用于制造各种曲率的异形板和镂空率50%以上的大型面板。UHPC产品还能将光影元素融入到设计中，这是其他钢板、激光切割解决方案所不可能实现的。同时，由于具有高度的流动性，它能被浇铸成极度复杂、多变的造型。
6、自洁性

UHPC产品的自清洁性主要基于两方面原因。一是自身致密的密实度，超低的孔隙率可以让UHPC产品抵抗化学腐蚀、氯离子的侵入；二是使用针对UHPC的专用防护剂后，实现表面的憎水性和防污渍能力。