地表超高強(qiáng)材料UHPC，起始于國(guó)外，卻在國(guó)內(nèi)被設(shè)計(jì)師逐漸玩出了新高度！

國(guó)外設(shè)計(jì)師如何玩轉(zhuǎn)地標(biāo)超高強(qiáng)材料?

文章轉(zhuǎn)載自：材料在線

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原創(chuàng)：材料在線

在這座鋼筋水泥筑起的城市

提起混凝土這種常見(jiàn)的建筑材料

很多人會(huì)不屑一顧

今天要講的依然是一種

非常具有逼格的混凝土

很多普利茲克獎(jiǎng)得主和世界建筑大師

包括扎哈·哈迪德、弗蘭克·蓋里

讓·努維爾、魯?shù)稀だ稞R奧蒂、

雅克·費(fèi)爾葉、隈研吾等都是它的粉絲

先來(lái)個(gè)隈工的案例開(kāi)開(kāi)胃

看看有木有一眼認(rèn)出它的朋友~

(ps.本期要說(shuō)的不是木材哇)

- 圣保羅日本屋 -

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該項(xiàng)目由隈研吾(Kengo Kuma)與當(dāng)?shù)?FGMF 事務(wù)所合作完成，被稱為“漂浮的魚鱗”，是一個(gè)集藝術(shù)、技術(shù)和商業(yè)于一體的建筑。

該設(shè)計(jì)最具代表性的是

立面呈現(xiàn)出由木材制成的規(guī)則幕布

與鏤空的UHPC立面進(jìn)行對(duì)話

讓人充滿了無(wú)限的想象力

Yes!

UHPC就是我們今天的男豬腳

But!

UHPC和PC可是完全不同的兩種材料

干貨即刻呈上，不要打瞌睡

超高性能混凝土

(UHPC)

超高性能混凝土，簡(jiǎn)稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也稱作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)。UHPC 是一種高強(qiáng)度、高韌性、孔隙率低的超高強(qiáng)水泥基材料。它的基本配制原理是：通過(guò)提高組織成分的細(xì)度與活性，不使用粗骨料，使材料內(nèi)部的孔隙與微裂縫減到最少，以獲得超高強(qiáng)度與高耐久性。

UHPC與普通混凝土或高性能混凝土不同，必須使用硅灰和纖維，不使用粗骨料;水泥用量較大，水膠比很低。

既然叫“超高性能混凝土”，那究竟是哪幾個(gè)方面“超高”呢?

超高的耐久性

超高的鏤空率

超高的力學(xué)性能

(抗壓、抗拉以及高韌性)

材料特性

(1)具有超高耐久性：UHPC的特殊配方可以把材料分子有規(guī)律的排列從而使產(chǎn)品有極低的穿透性和極高的耐久性。

(2)具有自愈能力：UHPC的鋼筋微纖維的低孔隙度可以防止腐蝕和氧化。損壞時(shí)，UHPC能 ”再生”。微裂縫能重新愈合是由UHPC的自愈性能，利用空氣中的濕度進(jìn)一步水化反應(yīng)。

(3)優(yōu)越的工作性能：可抵御外力和自然環(huán)境的破壞如摩擦，火，凍融，冰雹，且有著高效防水性能，這使它成為一種高效的外部隔熱材料。

(4)獨(dú)特的裝飾性能：產(chǎn)品表面具有很高的光潔度，外界的有害介質(zhì)很難侵入到UHPC中去，所以本身自潔能力很強(qiáng)。

除了物理性能十分優(yōu)越之外

UHPC幾乎可以做出任意造型

從平面到鏤空再到曲面等各種異形均可制作

因此備受大師們的青睞

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△不同肌理效果

△鏤空

表面所呈現(xiàn)的紋理樣式可以自由發(fā)揮

UHPC的輕量化也可以使它

被簡(jiǎn)單的生產(chǎn)與大面積范圍的安裝應(yīng)用

其實(shí)UHPC早期居多應(yīng)用在

橋梁交通工程上

后來(lái)在世界建筑大師之作中熠熠生輝

使之成為了建筑經(jīng)典

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△薩拉戈薩橋，扎哈

△路易威登基金會(huì)藝術(shù)館中心，弗蘭克?蓋里

△LaMarseillaise，讓?努維爾

△阿布扎比盧浮宮(內(nèi)墻部分)，讓?努維爾

△歐洲和地中海文明博物館，魯?shù)?里喬蒂

△Nakara公寓酒店，雅克?費(fèi)爾葉

△吉博恩茵體育場(chǎng)，魯?shù)?里喬蒂

UHPC的性能逐漸被發(fā)掘出來(lái)后

突顯了其在建筑幕墻的優(yōu)勢(shì)

并于近年來(lái)在國(guó)內(nèi)嶄露頭角

那么我們今天的重點(diǎn)就是帶大家看一看

國(guó)內(nèi)目前UHPC建成的項(xiàng)目有哪些

這種材料在國(guó)內(nèi)有著怎樣的發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)最早應(yīng)用在幕墻上的項(xiàng)目當(dāng)屬↓

- 深業(yè)上城 LOFT Upper Hills -

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深業(yè)上城位于深圳福田中心區(qū)，是集產(chǎn)業(yè)研發(fā)、公寓、酒店、商業(yè)于一體大型城市綜合體，是深圳CBD北區(qū)地標(biāo)性建筑群。

A區(qū)居住LOFT主體標(biāo)準(zhǔn)層高9米，可靈活劃分使用。于南北兩側(cè)設(shè)置外廊，通風(fēng)防曬良好，戶戶擁有私家庭院，鄰里之間既有交流又保證了私密空間。

UHPC鏤空格柵幕墻系統(tǒng)

主要位于外立面北面4層及以上部位

南面6層及以上部位

主要采用2833*1640mm規(guī)格的UHPC預(yù)制單元

整個(gè)立面共一萬(wàn)多平方米

采用單元式整體構(gòu)造，通過(guò)螺栓固定在T型鋼上

項(xiàng)目采用幕墻懸掛受力系統(tǒng)

UHPC幕墻體系的水平龍骨 與豎向主龍骨利用連接件通過(guò)螺栓連接

UHPC幕墻及T型鋼結(jié)構(gòu)龍骨體系的自重

吊掛在上部樓層混凝土結(jié)構(gòu)上

樓層混凝土主體與T型鋼連接形成一個(gè)整體的框架

使幕墻在振動(dòng)的過(guò)程中

基層T型鋼結(jié)構(gòu)整體位移

T型鋼設(shè)置單獨(dú)的伸縮縫

最大限度的減少主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)對(duì)UHPC幕墻的影響

從而實(shí)現(xiàn)幕墻抗震的目的

作為首個(gè)國(guó)內(nèi)幕墻工程應(yīng)用

其灰白色“擰麻花”的格柵樣式

將UHPC材料本身的性能發(fā)揮到極致

使立面效果變得非常豐富，典雅大方

體現(xiàn)出很強(qiáng)的現(xiàn)代科技美感

為UHPC在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用打了個(gè)好樣

又如深圳去年完工的另一個(gè)UHPC項(xiàng)目

也將其形式及性能表達(dá)得淋漓盡致

- 粵海城 · 悅Gallery營(yíng)銷中心 -

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粵海城是老金威啤酒廠舊改項(xiàng)目。深圳作為一個(gè)新興城市，城市高速發(fā)展卻難覓歷史沉淀，保留了老金威啤酒廠的生產(chǎn)發(fā)酵罐等工業(yè)遺存，與改造的營(yíng)銷中心遙相呼應(yīng)，是深圳城市發(fā)展的歷史見(jiàn)證。

建筑的波浪形表皮設(shè)計(jì)是工業(yè)遺存發(fā)酵罐的呼應(yīng)，是對(duì)深圳拓荒牛的致敬，立面通過(guò)UHPC曲面及鏤空工藝，與設(shè)計(jì)美學(xué)緊密關(guān)聯(lián)，運(yùn)用虛與實(shí)的曲面板營(yíng)造出室內(nèi)空間的光影關(guān)系，由外到內(nèi)，由內(nèi)及外。隨著時(shí)間的變化斜拉出一道道圓弧光影，立面與弧線，細(xì)微的元素應(yīng)用讓外與內(nèi)統(tǒng)一成了時(shí)間的風(fēng)景，生動(dòng)詮釋出設(shè)計(jì)師所追求的工業(yè)化美感 。

UHPC超高的耐久性和超高的力學(xué)性能，能營(yíng)造出建筑表皮獨(dú)特的美觀性，給人們留下了深刻印象。

△展示中心外墻立面圖

△UHPC板節(jié)點(diǎn)圖

△樣板制作

近一年來(lái)國(guó)內(nèi)文體類建筑、商業(yè)地產(chǎn)等領(lǐng)域，采用UHPC的項(xiàng)目有雨后春筍之勢(shì)，譬如目前應(yīng)用體量最大的項(xiàng)目。

- 余杭大劇院 -

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余杭大劇院坐落于繁華都市與靜謐的東湖景色的交界處，它的形態(tài)宛如從水面升騰起的巨龍，為杭州的城市天際線譜寫了嶄新的文化地標(biāo)。

大劇院傾斜的形態(tài)效仿了杭州良渚文化中古人所創(chuàng)造的禮制建筑。

大劇院的背面公眾可以沿著坡道走向頂端，俯瞰城市將東湖的美景盡收眼底。

大劇院采用的是“框剪+型鋼砼”的結(jié)構(gòu)形式，由兩個(gè)向上傾斜互相交叉的體量構(gòu)成。屋頂一直延伸至地面邀請(qǐng)游人上前參觀。

兩個(gè)結(jié)構(gòu)都擁有立體的幾何立面，它們的靈感源自冰面裂開(kāi)時(shí)呈現(xiàn)出的紋路，白色的UHPC板材切割成不規(guī)則的幾何形狀，巧妙地拼接成冰裂紋造型。

陽(yáng)光照射室內(nèi)在墻面形成了不同的幾何圖案，讓大劇院充滿了設(shè)計(jì)感。

這座總面積七萬(wàn)平米的余杭大劇院是目前國(guó)內(nèi)使用UHPC體量最大的項(xiàng)目，立面板材用量達(dá)到20000平方米，在新材料應(yīng)用算得上是首屈一指的項(xiàng)目。

由于超高性能混凝土價(jià)格較昂貴，適用于表面材料而內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)仍采用常規(guī)的普通混凝土

施工及節(jié)點(diǎn)

△墻身大樣

超高性能混凝土通常為預(yù)制構(gòu)件，其安裝也通過(guò)預(yù)制構(gòu)件與建筑主體，形成連接固定

UHPC掛板安裝簡(jiǎn)單快捷，可采用預(yù)埋背栓或明孔兩種方法。

由于UHPC的超高抗彎強(qiáng)度，安裝連接點(diǎn)可以大大簡(jiǎn)化，圖上的裝飾表皮除了提供橫向的穩(wěn)定支撐，其自身重量直接支承于樓板面，不需要像玻璃幕墻等采用吊掛方式。

由以上項(xiàng)目可見(jiàn)

UHPC在國(guó)內(nèi)建筑上的應(yīng)用正在迅速發(fā)展，并處于逐漸趨向成熟的過(guò)程，而對(duì)于建筑師來(lái)說(shuō)，對(duì)材料的探索應(yīng)該是無(wú)止境的;也只有將這些知識(shí)深刻地運(yùn)用，才能創(chuàng)作出更深入人心的作品，畢竟人們對(duì)于建筑美的感知，往往是都是從外立面開(kāi)始的。