一、什么是UHPC
UHPC（Ultra-high Performance Concrete)最早是由丹麥Bache教授在20世紀(jì)70年代展開研究的，當(dāng)時(shí)的研究是以大摻量的鋼纖維并保留普通配筋。從90年開始，法國(guó)Bouygues公司在Pierre Richard的領(lǐng)導(dǎo)下開始研究RPC，之后由拉法基研發(fā)中心與之合作進(jìn)行了優(yōu)化并于90年代末開始商業(yè)化。
UHPC是一種具有超強(qiáng)力學(xué)性能，高韌性，超高耐久性，和優(yōu)良澆筑及成型性能的水泥基混凝土材料。UHPC通過(guò)選用高活性的微細(xì)材料，采用最緊密堆積和纖維增強(qiáng)技術(shù)配制而成。UHPC的各項(xiàng)性能指標(biāo)均大幅度優(yōu)于普通混凝土，高性能混凝土UHPC和GRC（Glass-Fiber Reinforced Concrete）。
在建筑及橋梁結(jié)構(gòu)，建筑外立面裝飾，建筑修補(bǔ)加固等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。UHPC的超高性能使其在結(jié)構(gòu)，裝飾等各方面的應(yīng)用較其他混凝土材料更加節(jié)約材料用量，并能夠減輕建筑物或構(gòu)件自重，從而減少二氧化碳排放，而優(yōu)異的耐久性能夠減少建筑物和構(gòu)件的維護(hù)返修，在建筑物的全生命周期實(shí)現(xiàn)更加綠色和節(jié)能的建筑和構(gòu)件。
二、UHPC結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的應(yīng)用分類
根據(jù)用途和主要目的，UHPC應(yīng)用通常劃分為結(jié)構(gòu)性（Structural）和裝飾性(Architectural)兩大類，結(jié)構(gòu)性UHPC是承擔(dān)除自重，風(fēng)荷載，地震力以外其他荷載的UHPC結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，典型應(yīng)用如預(yù)制梁，現(xiàn)澆鋼箱梁橋面鋪裝層，濕接縫等。
裝飾性UHPC是不承擔(dān)除自重，風(fēng)荷載，地震力以外其他荷載的UHPC結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，并對(duì)裝飾功能包括表觀質(zhì)量，顏色，均勻性等有較高要求，典型應(yīng)用如UHPC建筑幕墻板，UHPC遮陽(yáng)板，UHPC裝飾景觀構(gòu)件等。在某些情況下，UHPC結(jié)構(gòu)或構(gòu)件需要同時(shí)承擔(dān)結(jié)構(gòu)性荷載并實(shí)現(xiàn)較高的建筑裝飾效果，這類應(yīng)用既需要滿足較高的力學(xué)性能，進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)受力分析和計(jì)算，滿足結(jié)構(gòu)上的安全性和可行性，同時(shí)還要求建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的充分融合及相互適應(yīng)，對(duì)構(gòu)件制作過(guò)程中的模具制作，澆筑，養(yǎng)護(hù)工藝都有較高的要求，以確保滿足建筑裝飾效果。這類應(yīng)用可以稱之為UHPC裝飾與結(jié)構(gòu)一體化應(yīng)用。
三、裝飾與結(jié)構(gòu)一體化UHPC的應(yīng)用價(jià)值
場(chǎng)景及關(guān)鍵成功因素
UHPC結(jié)構(gòu)與裝飾一體化主要應(yīng)用場(chǎng)景為對(duì)建筑造型和表觀質(zhì)量要求較高的纖薄輕巧結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，現(xiàn)階段主要包括：橋梁、屋面、陽(yáng)臺(tái)和樓梯等，未來(lái)可望拓展至更多的應(yīng)用領(lǐng)域。
UHPC結(jié)構(gòu)與裝飾一體化實(shí)施關(guān)鍵在于業(yè)主，建筑師，結(jié)構(gòu)工程師，預(yù)制構(gòu)件廠，安裝單位，UHPC材料提供商各方的充分討論和溝通，反復(fù)推敲和逐步完善方案，即能符合建筑師對(duì)造型及表觀質(zhì)量的要求，又能夠保證結(jié)構(gòu)安全性，同時(shí)在構(gòu)件制作和安裝效率及成本方面得到有效控制。
四、裝飾與結(jié)構(gòu)一體化UHPC的應(yīng)用
面臨的挑戰(zhàn)及前景
UHPC作為新興的水泥基材料，在結(jié)構(gòu)工程和幕墻裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐步擴(kuò)展，而結(jié)構(gòu)和裝飾一體化應(yīng)用更是對(duì)其性能的充分挖掘和利用，UHPC結(jié)構(gòu)和裝飾一體化在實(shí)施過(guò)程中將會(huì)遇到的挑戰(zhàn)包括：
a. 業(yè)主、建筑師，結(jié)構(gòu)工程師對(duì)UHPC性能的認(rèn)識(shí)和理解；
b. UHPC結(jié)構(gòu)計(jì)算規(guī)程；
c. UHPC對(duì)建筑全生命周期能耗及成本的影響的認(rèn)識(shí)；
d. 養(yǎng)護(hù)方法對(duì)結(jié)構(gòu)和裝飾一體化構(gòu)件的影響研究；
e. 鋼纖維點(diǎn)蝕對(duì)表觀效果的影響；
隨著建筑師和結(jié)構(gòu)工程師對(duì)其性能的了解和認(rèn)識(shí)，更多項(xiàng)目案例的實(shí)施，在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和完善結(jié)構(gòu)計(jì)算，模具和澆筑養(yǎng)護(hù)工藝的前提下，UHPC結(jié)構(gòu)和裝飾一體化應(yīng)用一定會(huì)有良好的發(fā)展前景。
五、UHPC應(yīng)用案例
1.法國(guó)馬賽La Marseillaise辦公大樓
法國(guó)馬賽,被公認(rèn)為歷史上最偉大的設(shè)計(jì)師都來(lái)此尋找靈感的圣地。
它的立面是由UPHC(超高性能混凝土) 的遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)組成,并且UHPC標(biāo)準(zhǔn)掛板具有多種顏色，可根據(jù)需要定制所需的特殊顏色。
當(dāng)然超高性能混凝土的特點(diǎn)，對(duì)于其施工也帶來(lái)了前所未有的便捷，因?yàn)椴粌H是可以做到超級(jí)的輕薄穿孔率和重量。作為裝飾表皮的同時(shí)，自己作為自重結(jié)構(gòu)也是完全沒有問(wèn)題的。
2.歐洲及地中海文明博物館
項(xiàng)目最外部的表皮是由自承重的UHPC構(gòu)件以鏤空板形式制成，3種不同類型的板塊組合成不斷變化的形式。
連接圣讓堡和博物館的人行橋由25塊預(yù)制板組合而成，每個(gè)單元長(zhǎng)4.6米，預(yù)制板厚度4厘米，總長(zhǎng)115米（加回路為135米）。建筑誤差在0.3毫米到0.4毫米之間。
仔細(xì)觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，UHPC的特征就是讓建筑的表皮立面可以做到如此高的穿孔率以及甚至是任意圖案。而要采用傳統(tǒng)的材料，不管是木材還是金屬還是其他制品都是難以做到的。至于為什么，當(dāng)然就是得意于他的真正超高性能！
3.預(yù)制人行橋應(yīng)用
4.預(yù)制樓梯應(yīng)用
5.預(yù)制陽(yáng)臺(tái)應(yīng)用
6.預(yù)制屋面應(yīng)用
7.預(yù)制鏤空板應(yīng)用
