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地表超高強材料UHPC,起始于國外,卻在國內被設計師逐漸玩出了新高度!

導語

國外設計師如何玩轉地標超高強材料?

文章轉載自:材料在線

ID:material-online

原創: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的建筑材料

很多人會不屑一顧

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、魯迪·里齊奧蒂、

雅克·費爾葉、隈研吾等都是它的粉絲

 

先來個隈工的案例開開胃

看看有木有一眼認出它的朋友~

(ps.本期要說的不是木材哇)

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–?圣保羅日本屋?–

 

該項目由隈研吾(Kengo Kuma)與當地?FGMF 事務所合作完成,被稱為“漂浮的魚鱗”,是一個集藝術、技術和商業于一體的建筑。

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該設計最具代表性的是

立面呈現出由木材制成的規則幕布

與鏤空的UHPC立面進行對話

讓人充滿了無限的想象力

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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

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?超高性能混凝土?

(UHPC)

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

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。

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既然叫“超高性能混凝土”,那究竟是哪幾個方面“超高”呢?

超高的耐久性

超高的鏤空率

超高的力學性能

(抗壓、抗拉以及高韌性)

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?材料特性?

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(1)具有超高耐久性:UHPC的特殊配方可以把材料分子有規律的排列從而使產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,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一步水化反應。

(3)優越的工作性能:可抵御外力和自然環境的破壞如摩擦,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)獨特的裝飾性能:產品表面具有很高的光潔度,外界的有害介質很難侵入到UHPC中去,所以本身自潔能力很強。

 

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除了物理性能十分優越之外

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

△不同肌理效果

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△鏤空

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表面所呈現的紋理樣式可以自由發揮

UHPC的輕量化也可以使它

被簡單的生產與大面積范圍的安裝應用

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其實UHPC早期居多應用在

橋梁交通工程上

后來在世界建筑大師之作中熠熠生輝

使之成為了建筑經典

△薩拉戈薩橋,扎哈
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△路易威登基金會藝術館中心,弗蘭克?蓋里

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△LaMarseillaise,讓?努維爾
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△阿布扎比盧浮宮(內墻部分),讓?努維爾
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△歐洲和地中海文明博物館,魯迪?里喬蒂

△Nakara公寓酒店,雅克?費爾葉
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△吉博恩茵體育場,魯迪?里喬蒂

UHPC的性能逐漸被發掘出來后

突顯了其在建筑幕墻的優勢

并于近年來在國內嶄露頭角

那么我們今天的重點就是帶大家看一看

國內目前UHPC建成的項目有哪些

這種材料在國內有著怎樣的發展趨勢

國內最早應用在幕墻上的項目當屬↓

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–?深業上城 LOFT Upper Hills?–

深業上城位于深圳福田中心區,是集產業研發、公寓、酒店、商業于一體大型城市綜合體,是深圳CBD北區地標性建筑群。
A區居住LOFT主體標準層高9米,可靈活劃分使用。于南北兩側設置外廊,通風防曬良好,戶戶擁有私家庭院,鄰里之間既有交流又保證了私密空間。
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UHPC鏤空格柵幕墻系統

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規格的UHPC預制單元

整個立面共一萬多平方米

采用單元式整體構造,通過螺栓固定在T型鋼上

 

項目采用幕墻懸掛受力系統

UHPC幕墻體系的水平龍骨?與豎向主龍骨利用連接件通過螺栓連接

UHPC幕墻及T型鋼結構龍骨體系的自重

吊掛在上部樓層混凝土結構上

樓層混凝土主體與T型鋼連接形成一個整體的框架

使幕墻在振動的過程中

基層T型鋼結構整體位移

T型鋼設置單獨的伸縮縫

最大限度的減少主體結構的振動對UHPC幕墻的影響

從而實現幕墻抗震的目的

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作為首個國內幕墻工程應用
其灰白色“擰麻花”的格柵樣式
將UHPC材料本身的性能發揮到極致?
使立面效果變得非常豐富,典雅大方
體現出很強的現代科技美感
為UHPC在國內的推廣應用打了個好樣
又如深圳去年完工的另一個UHPC項目
也將其形式及性能表達得淋漓盡致

–?粵海城 ·?悅Gallery營銷中心?–

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粵海城是老金威啤酒廠舊改項目。深圳作為一個新興城市,城市高速發展卻難覓歷史沉淀,保留了老金威啤酒廠的生產發酵罐等工業遺存,與改造的營銷中心遙相呼應,是深圳城市發展的歷史見證。
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建筑的波浪形表皮設計是工業遺存發酵罐的呼應,是對深圳拓荒牛的致敬,立面通過UHPC曲面及鏤空工藝,與設計美學緊密關聯,運用虛與實的曲面板營造出室內空間的光影關系,由外到內,由內及外。隨著時間的變化斜拉出一道道圓弧光影,立面與弧線,細微的元素應用讓外與內統一成了時間的風景,生動詮釋出設計師所追求的工業化美感 。

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

 

△展示中心外墻立面圖

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△UHPC板節點圖

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△樣板制作

 

近一年來國內文體類建筑、商業地產等領域,采用UHPC的項目有雨后春筍之勢,譬如目前應用體量最大的項目。

–?余杭大劇院?–

 

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。

 

 

大劇院傾斜的形態效仿了杭州良渚文化中古人所創造的禮制建筑。

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”的結構形式,由兩個向上傾斜互相交叉的體量構成。屋頂一直延伸至地面邀請游人上前參觀。

兩個結構都擁有立體的幾何立面,它們的靈感源自冰面裂開時呈現出的紋路,白色的UHPC板材切割成不規則的幾何形狀,巧妙地拼接成冰裂紋造型。

陽光照射室內在墻面形成了不同的幾何圖案,讓大劇院充滿了設計感。

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這座總面積七萬平米的余杭大劇院是目前國內使用UHPC體量最大的項目,立面板材用量達到20000平方米,在新材料應用算得上是首屈一指的項目。

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由于超高性能混凝土價格較昂貴,適用于表面材料而內部主體結構仍采用常規的普通混凝土

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?施工及節點?

 

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△墻身大樣

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超高性能混凝土通常為預制構件,其安裝也通過預制構件與建筑主體,形成連接固定

UHPC掛板安裝簡單快捷,可采用預埋背栓或明孔兩種方法。

由于UHPC的超高抗彎強度,安裝連接點可以大大簡化,圖上的裝飾表皮除了提供橫向的穩定支撐,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。

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由以上項目可見

UHPC在國內建筑上的應用正在迅速發展,并處于逐漸趨向成熟的過程,而對于建筑師來說,對材料的探索應該是無止境的;也只有將這些知識深刻地運用,才能創作出更深入人心的作品,畢竟人們對于建筑美的感知,往往是都是從外立面開始的。

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