lom技术对材料的要求（干货GRC和UHPC帷幕技术）

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GRC以及UHPC，对于幕墙行业而言，是两种较为新兴的材料，但是由于它们的性能强大，当下已经受到了普遍的推广。

上周六罗忆大讲堂线上直播课程，围绕这两种材料进行了深度讲解。感谢南京倍立达以及法国拉法基对本期课程的资料支持。

GRC和UHPC的技术特征

GRC即玻璃纤维增强混凝土帷幕，是由水泥、砂子、水、玻璃纤维、外加剂以及其他集料与混合物组成的复合材料。水泥与水发生水化反应后硬化，形成胶凝体-水泥石，把砂子（或其他材料）牢固地胶结在一起，并胶结锚固玻璃纤维，形成了具有良好性能的材料，砂子在GRC中起填充和骨架作用，玻璃纤维起增强作用。

GRC主要特点：

1、壁薄体轻：GRC密度在2000kg/m³左右，比混凝土轻一些，但它可以做成薄壁型构件。一般情况下，GRC构件壁厚在15mm左右，最厚的构件壁厚不到30mm，最薄的构件壁厚5mm。

2、造型随意：GRC构件是在模具中制作成型的，由于重量轻，实现造型很方便，GRC可以做成各种复杂的造型。

3、质感逼真：GRC表面质感是由模具质感决定，若使用细集料，颗粒较细，则可以细腻表现质感和纹理。GRC还可以复制各种质感效果，是理想的仿真材料，它可与乳胶漆、氟碳漆等相结合，仿制出花岗岩、砂岩、红砖、瓷砖、木材、金属等各种质感。

4、节能减排：GRC与其他围护结构比较，其制造和安装过程消耗能源要少，日本学者曾经做过GRC墙板与钢筋混凝土墙板的碳排放量比较，使用GRC墙板可以降低30%的碳排放量。

GRC技术指标

GRC工程及材料设计

材料生产及施工安装

GRC材料的主要生产工艺是喷射法工艺、预混法工艺。喷射法工艺即用专用喷枪将搅拌好的水泥砂浆用泵通过输浆管道送至喷枪处，玻璃纤维切成短丝，在喷枪处混合后喷入模具之中。预混法工艺指将水泥砂浆搅拌好后，掺入已切好的短玻璃纤维，使玻璃纤维在水泥砂浆中均匀分散，然后再浇入模具之中或振动或压实成型。幕墙机械化、自动化、标准化生产已经在行业广泛开展。

GRC的生产工序

产品生产工艺定案、模具制作、喷射或预混工艺、产品脱模、脱膜后修补、喷涂表面防护剂、产品包装、搬（转）运、发货。

施工案例

UHPC—超高性能混凝土幕墙

UHPC是一种高强度，高韧性，孔隙率低的超高强水泥基材料。其基本配制原理是：通过提高组织成分的细度与活性，不使用粗骨料，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。

UHPC的设计理论是最大堆积密度理论，其组成材料不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积，即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充；微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。

UHPC材料特性

UHPC的性能卓越，具有高强、防火、抗爆、抗冰雹、抗化学腐蚀、高耐久性、美观性、延展性、可持续性等特性。同时它结构轻质，无需另加钢筋等支撑，就能够实现更薄界面、更长跨距，轻质优雅，更具创新性。

高耐久性：UHPC在冻融循环、海洋环境、硫铝酸盐侵蚀、弱酸侵蚀和碳化下，能够耐受各种有害物质渗透到基体内部，同时具有自愈能力，防水效果非常好。

美观性：UHPC能够实现许多设计者的梦想，实现建筑的优雅造型和丰富的颜色质地和效果。

延展性：UHPC是水泥基材料，与金属纤维和有机纤维的结合，实现了抗压强度和抗折强度的有机平衡。

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。UHPC能够降低建筑成本、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。

UHPC生产的材料组成

复合纤维对增加超高强混凝土的韧性、变形性能、抗冲击性能等起着关键作用。将各种纤维与优质水泥基材料结合起来，进行新的复合化，使水泥基材料的缺点得到改进，性能得到提高。

UHPC成品板材技术参数

UHPC的突出优点

可将宏观有害裂缝分散为细微无害裂缝，极限应变所对应的裂缝宽度可有效地控制在0.1 mm，甚至是0.05mm以内。同时，UHPC具有超强的能量吸收能力，韧性化剪切破坏特征，与钢筋具有良好的变形协调性，卓越的耐久性与抗疲劳性能，能有效防护结构开裂，提高结构的抗渗性，有效防止有害离子的侵蚀，极大地提高结构耐久性，最大程度节约工程运行成本和维修费用。

UHPC中的孔隙率很低，孔径在纳米及以下，孔隙连通性非常差，这就相当于在钢筋表面覆盖了一层厚厚的能隔绝氧和水汽的涂层，使得钢筋腐蚀速率极其缓慢。

利用渗透型小分子有机硅材料，在UHPC表面形成微纳结构单向有机膜，在满足水泥基材呼吸性能的同时，阻止液体水进入水泥基材，并允许水蒸汽自由出入，实现防水自洁效果。

UHPC设计要点

UHPC的挂接系统设计以锚铨套预埋于板块中为主流，背栓挂接仍然是固定成品UHPC板材的选择，锚铨套预埋在板块中的可靠性是UHPC建筑安全的基础。UHPC一切板块的转角形式，都是根据建筑师对建筑的整体思想理解，按照适合建筑文化观规划的，幕墙开缝的做法，适合高端建筑物。

1、背栓式连接：当构造厚度要求较厚时，质量不易控制，集中应力过大。锚固点的接触面积小，包装运输安装过程中易失效，敲击时会造成孔底击通或开裂，热胀冷缩时产生的胀应力造成慢性破坏。脆性板材与硬性锚栓直接胀接，通过间接式的方法来达到正面平整造成锚底扩胀点受力，抗震性能不佳。

2、插槽式连接：陶瓷在烧制中留有通长T形槽，插入固定件用。对于UHPC，可以在生产时留好埋件在构造里面，要计划受力和经过试验。这种做法的缺陷是，不能使用通用板块，需根据尺寸订制UHPC，整体过厚，浪费材料，吸水率高，不符合上墙标准。

3、销式连接、片式连接：需要在UHPC板材中打孔、开槽。UHPC板材厚度有限，若孔槽的尺寸过小，则不足以提供足够的受力，孔槽的尺寸过大，可能掏空板材内部甚至使板材断裂，一般而言，销式连接和片式连接适用于较厚板材连接。

UHPC板块的节点选择

通常，UHPC安装形式可以分为如下几种：预埋套筒安装形式、异形板安装形式、背栓安装形式、T形挂件安装形式。

生产和安装

没有后期加工，产品部件标准化，使用简易加工工艺，配合UHPC生产和部件加工。全板块机械固定，安全可靠，可用于高层建筑和反挂，选择增加残余强度，保证无事故发生。一场全新的外挂技术革命，以UHPC生产技术开始。

UHPC材料夹持新设计

创新的UHPC固定方法设计，零部件标准，固定方法可靠，加工施工更加简单，适合各类造型设计。使用钢拉铆钉固定连接件，无论是采取平挂、竖挂、倒挂都很安全。

UHPC连接

长条外燕尾槽夹紧，可靠机械固定。使用铝合金、垫片、尼龙套、方头螺栓，在UHPC背后加以固定，铝合金的长度可以任意长，可以四边合框，以加强UHPC结构强度。也可以采用方形插条拉紧固定，每个固定点两个以上螺栓。还可以在UHPC背后全面粘上安全网，材料一般为不锈钢、玻璃纤维、无纺布，双组份环氧胶粘合。

施工案例

GRC和UHPC工程施工单位的注意事项：

一、注意供货周期

GRC和UHPC都需要设计模具，类铸造式工艺加工，需要时间，有条件的可选用有背筋的定形产品，工期容易得到保障。

二、施工前提条件

GRC、UHPC材料可能较重，工程施工时需要腾空下方工作面。施工场地需有足够的空间周转材料产品，垂直运输，塔吊、货梯便于运输混凝土产品到工作面，脚手架，满足产品施工条件的脚手架搭设到位。

三、工程标准规范

注意标准规范和验收标准，非可靠性、稳定性安装固定要进行论证，注意材料与层高的匹配，满足相关法律法规要求。

四、造价

异形 GRC 和 UHPC 产品因模具机械的原因，工程造价可能很高，要多方商量减少异形率，降低造价，建议业主采用直接发包，避免层层转包带来的影响。

五、防水功能

GRC和UHPC 产品都属于外墙装饰材料，不具备保温和防水功能，在设计时就应充分考虑这些问题。

六、成品保护

GRC和UHPC产品的边角容易损坏，要合理安排施工顺序，注意成品保护，避免出现成品破坏、施工效率低、二次返工、措施费用增加等问题。

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