文章來源：CCPA 超高性能水(shui)泥基材料與工程技術 (UHPC) 分會 發布時間： 2023-07-14

本報告(gao)是CCPA-UHPC分會成立后撰寫的第五個中(zhong)國(guo)UHPC年度發(fa)(fa)展(zhan)報(bao)告(2019～2023)，記錄和概要介(jie)紹2023年中(zhong)國(guo)在(zai)UHPC領域(UHPC包(bao)含(han)超高性能纖(xian)維增(zeng)強混(hun)(hun)凝土(tu)UHPFRC、活性粉末(mo)混(hun)(hun)凝土(tu)RPC和超高韌性混(hun)(hun)凝土(tu)STC)取得的研究成果、標準規范編(bian)制進展(zhan)、產業(ye)發(fa)(fa)展(zhan)、新的工程應(ying)用以及開展(zhan)的技術(shu)交流活動(dong)。

總體上，2023年中(zhong)國UHPC研(yan)究與技術(shu)開發(fa)活(huo)動(dong)在(zai)增加，UHPC應用(yong)(yong)場(chang)景和領域在(zai)擴大(da)，用(yong)(yong)量在(zai)增長。UHPC應用(yong)(yong)突破(po)和創(chuang)新(xin)亮(liang)點(dian)包括：風(feng)電塔筒應用(yong)(yong)實(shi)現(xian)零(ling)的突破(po)；鋼-UHPC組(zu)合(he)梁、桁(heng)架(jia)梁等新(xin)結(jie)構(gou)發(fa)展與應用(yong)(yong)；用(yong)(yong)免(mian)拆(chai)模板提(ti)升工(gong)(gong)(gong)程施工(gong)(gong)(gong)的安全與效率；超大(da)體積(ji)橋梁結(jie)構(gou)成功施工(gong)(gong)(gong)；在(zai)役(yi)橋梁快速維修(xiu)和加固(gu)；助(zhu)力建造新(xin)一(yi)代超低能耗建筑；新(xin)產品如公(gong)路防撞護欄改造升級護板、工(gong)(gong)(gong)業屋面(mian)瓦、預應力幕墻板等等。

一、UHPC研究與應用(yong)技術發展

1.研究發展趨(qu)勢

在中(zhong)國(guo)知網(cnki.net)上，以“超高性能混凝土(tu)+UHPC”、“活性粉末混凝土(tu)+RPC”和(he)“超高韌性混凝土(tu)+STC”(在中(zhong)國使(shi)用的(de)三個名稱)為主題(ti)詞(ci)，分別查詢過去二十年(2001-2022)每(mei)年在中(zhong)文期刊(kan)發表的(de)論文數量(liang)和(he)碩士博士論文年度(du)數量(liang)增長趨(qu)勢(shi)見(jian)圖1a和(he)1b。

 

(a)年度期(qi)刊發表論文數量                                  (b)年度碩士博士論文數量

圖1：以(yi)RPC、STC和UHPC為主題的中文論文年(nian)度數(shu)量(2001-2022，知網查詢)

三峽大(da)學、福建理工(gong)大(da)學團隊統計了UHPC相關的(de)(de)國家級資(zi)助研(yan)(yan)究(jiu)項目和(he)中英文文獻(xian)增長狀態，見圖(tu)2a和(he)2b；分析了UHPC相關研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)分布見圖(tu)3，分析表(biao)明：“UHPFRC研(yan)(yan)究(jiu)主要聚(ju)焦在工程應用(yong)(yong)、材料(liao)科學和(he)施工技術三個重點(dian)領域(yu)，占所(suo)有研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)78%。本構(gou)關系是工程應用(yong)(yong)和(he)材料(liao)科學的(de)(de)核心問題之(zhi)一(yi)。學者們圍繞(rao)UHPFRC本構(gou)關系已開展了大量研(yan)(yan)究(jiu)，但研(yan)(yan)究(jiu)結(jie)果呈現出方法各異、形式(shi)多樣、結(jie)果各有優劣(lie)、適用(yong)(yong)場景各不相同(tong)的(de)(de)特點(dian)。”[1]

在世界范(fan)圍(wei)，2007年以來(lai)UHPC相關的學(xue)術(shu)論(lun)文數量(liang)急劇增加(jia)。如圖2b所示，2022年發(fa)文量(liang)達(da)到了(le)2007年的9倍以上(shang)，估計其(qi)中(zhong)超過一半是中(zhong)國貢獻的，因(yin)為英文論(lun)文中(zhong)有不小的比例來(lai)自中(zhong)國的科(ke)研與技(ji)術(shu)人員。UHPC研究(jiu)的活(huo)躍(yue)度(du)(du)越(yue)來(lai)越(yue)高，加(jia)入研究(jiu)的人員越(yue)來(lai)越(yue)多，研究(jiu)向更大的廣度(du)(du)和深度(du)(du)發(fa)展(zhan)，加(jia)速(su)了(le)技(ji)術(shu)進步與積累，有力地(di)支(zhi)撐了(le)UHPC工程應(ying)用、創新和產業發(fa)展(zhan)。

 

(a)中國年度(du)國家項目數(shu)量趨勢(shi)                       ;                          (b)年度(du)中英(ying)文文獻數(shu)量趨勢(shi)

圖(tu)2：超高性能纖維增強混(hun)凝土(UHPFRC)研究現狀[1]

 

圖3：UHPFRC相(xiang)關研(yan)究分布分析[1]

2.材料、試驗方法研究與(yu)綠色評價(jia)

材料研究(jiu)

國(guo)內(nei)期(qi)刊2023年發表(biao)的論文，關(guan)于UHPC材料制備和性(xing)能研(yan)究，所(suo)嘗試(shi)的原(yuan)材料種類(lei)繁多，包括納(na)米(mi)碳管、納(na)米(mi)偏高嶺(ling)土、納(na)米(mi)氧化(hua)鋁、低(di)熱和中熱水泥(ni)、秸稈灰、空心玻(bo)璃(li)微珠、玻(bo)璃(li)粉、鋼(gang)渣粉、鋼(gang)渣尾泥(ni)、陶瓷拋光廢(fei)料、膨潤土、膨脹珍珠巖砂(sha)(sha)(輕(qing)質砂(sha)(sha))、再生(sheng)砂(sha)(sha)、風積砂(sha)(sha)、陶砂(sha)(sha)、碳化(hua)硼骨(gu)料、高鈦(tai)礦渣、鉻鐵(tie)渣等；使(shi)用(yong)的纖(xian)維(wei)(wei)包括聚丙(bing)烯(xi)(PP)纖(xian)維(wei)(wei)、聚乙烯(xi)醇(PVA)纖(xian)維(wei)(wei)、超高分子量(liang)聚乙烯(xi)(UHMWPE、HDPE)纖(xian)維(wei)(wei)、聚甲醛(POM)纖(xian)維(wei)(wei)、玄(xuan)武(wu)巖纖(xian)維(wei)(wei)、銑削型鋼(gang)纖(xian)維(wei)(wei)、回收輪胎鋼(gang)纖(xian)維(wei)(wei)等，以及纖(xian)維(wei)(wei)混雜(za)使(shi)用(yong)。下面摘要介(jie)紹(shao)幾篇論文：

長沙理工(gong)大學和湖南德(de)習湘棟科技公司研(yan)發了具有(you)足夠(gou)施工(gong)時間的超(chao)早強UHPC。采用硫(liu)鋁酸(suan)鹽(yan)-硅酸(suan)鹽(yan)水泥(ni)復合體系(xi)(SAC-OPC體系(xi))，借助早強組分(fen)(fen)(硫(liu)酸(suan)鋰、硫(liu)酸(suan)鋁)、增強組分(fen)(fen)(納(na)米(mi)碳酸(suan)鈣)、調凝(ning)組分(fen)(fen)(粉體緩凝(ning)劑、四硼(peng)酸(suan)鈉)，制備了初凝(ning)時(shi)間36min、3h抗壓/抗折強度(du)41.4/17.0MPa，以(yi)及(ji)初凝(ning)時(shi)間40min、3h抗壓/抗折強度(du)36.2/13.9MPa的超早強UHPC。[2]

中(zhong)交一(yi)公局四公司和(he)中(zhong)交公路(lu)長(chang)大橋建設國家工程研(yan)究中(zhong)心，試驗研(yan)究了礦(kuang)物膨脹劑(ji)、塑性膨脹劑(ji)單摻和(he)雙摻對UHPC工(gong)作(zuo)性、抗壓(ya)強(qiang)度(du)和(he)自收(shou)縮的(de)影(ying)響(xiang)，以及對(dui)UHPC早齡期收(shou)縮的(de)補償效果。結果表明，單(dan)摻(chan)適量(liang)的(de)礦物膨(peng)(peng)(peng)脹(zhang)劑(ji)(ji)(ji)可顯著降(jiang)低UHPC硬(ying)化(hua)后(hou)的(de)自收(shou)縮，氧化(hua)鎂類和(he)CSA復合膨(peng)(peng)(peng)脹(zhang)劑(ji)(ji)(ji)對(dui)抗壓(ya)強(qiang)度(du)影(ying)響(xiang)較小，氧化(hua)鈣類和(he)HCSA復合膨(peng)(peng)(peng)脹(zhang)劑(ji)(ji)(ji)略(lve)微降(jiang)低了28d抗壓(ya)強(qiang)度(du)；單(dan)摻(chan)塑性膨(peng)(peng)(peng)脹(zhang)劑(ji)(ji)(ji)對(dui)UHPC擴(kuo)展度(du)和(he)初凝時間基本無影(ying)響(xiang)，可有效抑制UHPC塑性階段的(de)收(shou)縮，但對(dui)28d抗壓(ya)強(qiang)度(du)有不利影(ying)響(xiang)；雙(shuang)摻(chan)適量(liang)塑性膨(peng)(peng)(peng)脹(zhang)劑(ji)(ji)(ji)與CSA復合膨(peng)(peng)(peng)脹(zhang)劑(ji)(ji)(ji)時，塑性與自收(shou)縮顯著降(jiang)低，抗壓(ya)強(qiang)度(du)也(ye)降(jiang)低，強(qiang)度(du)略(lve)低于(yu)兩者(zhe)單(dan)摻(chan)。早期開(kai)裂試驗和(he)環約束試驗表明，調(diao)控后(hou)的(de)UHPC抗裂性能較好。[3]

佛(fo)山市建盈(ying)發展、佛(fo)山交通科(ke)技(ji)公司等單位，試驗研究了(le)粗骨(gu)料摻量與細骨(gu)料種類(lei)對UHPC力(li)學性能及收(shou)縮的(de)影響。結(jie)果(guo)表(biao)明，隨著(zhu)粗骨料(liao)摻量的(de)增加(jia)(0~800kg/m³)，UHPC抗壓(ya)強度先提(ti)高(gao)后降(jiang)低，靜力受壓(ya)彈性模量(liang)幾乎呈(cheng)線(xian)性提(ti)高(gao)；粗骨料摻量(liang)為(wei)0~200kg/m³時，UHPC的(de)抗彎拉強度變化較小(xiao)，粗骨料摻(chan)量在(zai)200~800kg/m³范圍增加(jia)時，UHPC的抗彎(wan)拉強(qiang)度明(ming)顯降低；隨(sui)粗骨(gu)料摻量的增(zeng)加(jia)(0~800kg/m³)，UHPC的收縮(suo)逐漸(jian)減小。[4]

同(tong)濟大(da)學(xue)研究了超(chao)低溫下UHPC受(shou)彎(wan)力學性(xing)(xing)能演變及其(qi)本構(gou)關(guan)系模型(xing)。試(shi)驗(yan)測試(shi)在不同溫度(du)(du)(20℃、0℃、-20℃～-170℃)下UHPC受(shou)彎(wan)力學行為，構(gou)建低溫下受(shou)彎(wan)本構(gou)模型(xing)。結果表明，UHPC的(de)初裂和(he)峰值抗(kang)彎(wan)強度(du)(du)分(fen)別(bie)(bie)從10.4MPa和(he)19.3MPa(20℃)增至19.3MPa和(he)42.5MPa(-170℃)；UHPC脆性(xing)(xing)則隨溫度(du)(du)降(jiang)低而先減小后增大(da)，分(fen)別(bie)(bie)在-80℃和(he)-170℃呈現出(chu)最小和(he)最大(da)脆性(xing)(xing)。線性(xing)(xing)-非(fei)線性(xing)(xing)本構(gou)模型(xing)的(de)具有較(jiao)好的(de)預測精度(du)(du)。該(gai)研究對于UHPC在低溫、超(chao)低溫環境中應用具有重要意義。[5]

試(shi)驗方法

在改進(jin)完善UHPC相關(guan)的(de)試(shi)驗測(ce)試(shi)方法方面，下列(lie)研究值得關(guan)注：

UHPC單軸拉(la)伸試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，也稱作(zuo)(zuo)直拉(la)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是分析(xi)UHPC抗(kang)拉(la)性(xing)(xing)能(neng)和(he)直拉(la)本(ben)構關(guan)系(xi)的(de)基礎材性(xing)(xing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，為進(jin)一步保證直拉(la)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)成(cheng)功率(lv)，三(san)峽大學(xue)、福(fu)州工程學(xue)院和(he)福(fu)州大學(xue)采(cai)用試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)研究和(he)數值模擬的(de)方法，系(xi)統(tong)分析(xi)了常(chang)見(jian)的(de)4種試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)連(lian)接(jie)方式和(he)3種試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)局部加(jia)(jia)強(qiang)(qiang)方式對試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)成(cheng)功率(lv)的(de)影響，比選出最優試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法。結果表明，面(mian)(mian)內夾(jia)持裝置具有(you)連(lian)接(jie)可靠、操(cao)作(zuo)(zuo)簡單的(de)優點，適合推廣(guang)。但夾(jia)具的(de)尺寸加(jia)(jia)工誤差(cha)或微變形可能(neng)導致其與試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)(chu)面(mian)(mian)變窄、加(jia)(jia)劇夾(jia)持引(yin)發(fa)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)應力集中，致使主裂紋(wen)位于測距范(fan)圍(wei)之(zhi)外；試(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)與夾(jia)具的(de)接(jie)觸(chu)(chu)區域進(jin)行(xing)柔性(xing)(xing)加(jia)(jia)強(qiang)(qiang)(粘(zhan)貼碳纖維布)和(he)剛(gang)性(xing)(xing)加(jia)(jia)強(qiang)(qiang)(粘(zhan)貼鋁片)均能(neng)有(you)效解決上述問題，提高試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)成(cheng)功率(lv)。[6]

河海大學和蘇交(jiao)科集團試驗(yan)研究UHPC的劈拉破(po)壞(huai)(huai)特(te)征，采用(yong)了數(shu)字圖像(xiang)相關(Digital Image Correlation， DIC，DIC)方法(fa)非接觸觀測裂縫(feng)演化(hua)，同(tong)時(shi)結合聲發(fa)射(she)(Acoustic Emission，AE)技術對UHPC的破(po)壞(huai)(huai)全(quan)過程進行動態監測，并基于DIC應變云圖、AE參量分析試件的破(po)壞(huai)(huai)特(te)征。該試驗與分析證明，DIC法(fa)進行試件變形測量，可(ke)(ke)以(yi)獲(huo)得連續的變形數(shu)據，完整地(di)捕捉裂縫(feng)的開展演化(hua)過程；基于RA-AF值分析，可(ke)(ke)以(yi)快捷(jie)、有效(xiao)地(di)判(pan)斷混凝土中裂縫(feng)的開展類型。[7]

UHPC與普通(tong)混凝(ning)土(tu)(NSC)的(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)(mian)黏(nian)結(jie)(jie)(jie)強(qiang)度(du)(du)較(jiao)高，往往高于(yu)普通(tong)混凝(ning)土(tu)的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)(du)，導(dao)致界(jie)(jie)面(mian)(mian)粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)性(xing)能測(ce)試時(shi)容易發生基(ji)體失效(xiao)，不能準確(que)評(ping)價(jia)界(jie)(jie)面(mian)(mian)性(xing)能及其影(ying)響因(yin)素。針(zhen)對(dui)這(zhe)個(ge)問題，山(shan)東大學(xue)和哈工大提出了基(ji)體約(yue)束加強(qiang)的(de)(de)方法，將失效(xiao)位置(zhi)控制在UHPC-NSC界(jie)(jie)面(mian)(mian)，測(ce)得真實的(de)(de)UHPC-NSC界(jie)(jie)面(mian)(mian)黏(nian)結(jie)(jie)(jie)強(qiang)度(du)(du)，可以有效(xiao)分(fen)析(xi)NSC表面(mian)(mian)粗糙度(du)(du)或構造(zao)、表面(mian)(mian)狀(zhuang)態等(deng)因(yin)素對(dui)界(jie)(jie)面(mian)(mian)粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)的(de)(de)影(ying)響。[8]

UHPC的綠色評價

內(nei)蒙古(gu)科技(ji)大學研究采用生命周期(qi)評價(LCA)方法構建UHPC碳排(pai)放(fang)(fang)定量分(fen)(fen)析模型，對比分(fen)(fen)析鋼-UHPC橋(qiao)面板與(yu)常規(gui)鋼-混橋(qiao)面板結(jie)構在全生(sheng)命周期內的碳排(pai)放(fang)(fang)。結(jie)果表明：雖然生(sheng)產階段UHPC的碳排(pai)放(fang)(fang)量約1245.84kgCO₂eq/m³，是普通混凝土(tu)的(de)1.58倍(bei)，但從性能上來(lai)說，UHPC碳(tan)(tan)強度是(shi)普通混凝土的(de)62.25%，是(shi)一種(zhong)更(geng)綠色的(de)建材；在整個生命周(zhou)期內，與常規(gui)鋼-混橋面板相比，鋼-UHPC橋面板的(de)年均碳(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)量(liang)下(xia)降(jiang)了35.76%，具(ju)有(you)巨(ju)大的(de)碳(tan)(tan)減排(pai)(pai)潛力，有(you)助于基礎設施的(de)可持續性發(fa)展；鋼-UHPC橋面板方(fang)案具(ju)有(you)工(gong)程(cheng)比選優勢，經濟(ji)性合理，同時其單(dan)位產(chan)值碳(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)為(wei)0.89tCO₂eq/萬元，是常規鋼-混橋面板的86.41%，具有更好的減碳效果。[9]

3.裝配(pei)式鋼(gang)-UHPC組合梁(liang)橋創(chuang)新與(yu)應用(yong)

湖南大學邵旭東教授為本報告介紹了他們團隊(dui)研(yan)發的兩個鋼-UHPC組(zu)合梁橋新(xin)結(jie)構及應用，如下：

型(xing)鋼-UHPC組合梁(π梁，外接型鋼)

型(xing)鋼(gang)(gang)材(cai)料具有無需焊接(jie)、成本低(di)、施工方便(bian)、抗疲勞(lao)性(xing)能(neng)(neng)強等優(you)點。但常規(gui)組合(he)(he)梁(liang)采用(yong)型(xing)鋼(gang)(gang)時，梁(liang)高受(shou)型(xing)鋼(gang)(gang)高度限制(zhi)，且型(xing)鋼(gang)(gang)上翼緣不(bu)能(neng)(neng)充分發揮作用(yong)，因而實際(ji)工程(cheng)中很(hen)少采用(yong)型(xing)鋼(gang)(gang)組合(he)(he)梁(liang)結構。

對(dui)于型鋼-UHPC組合梁(liang)結構，可以打(da)破原有思路(lu)，將主梁(liang)腹板分為采用型鋼和UHPC兩部分，如圖4a所示(shi)，

這樣做組合梁高度(du)就不再(zai)受型(xing)鋼高度(du)的限(xian)制，且在正彎(wan)矩作用下，將型(xing)鋼全部(bu)置(zhi)于(yu)高拉應力區，充分發揮了鋼材的性能；低拉應力區由UHPC腹板(ban)承受，利用(yong)UHPC的(de)應變硬(ying)化性能。試(shi)驗(yan)表明，當UHPC腹板(ban)下緣出現0.05mm可(ke)(ke)視微裂紋時，其名義拉應力可(ke)(ke)達30MPa。

長(chang)沙市某高(gao)架橋J匝道橋采用了(le)上(shang)述方案(an)(圖4b)，目前正(zheng)在施工中(圖4c)。主要(yao)技術指(zhi)標：橋梁(liang)跨徑30m，寬(kuan)8.5m，橫向由2片型鋼-UHPC組(zu)合梁(liang)組(zu)成，預制梁(liang)寬(kuan)4.15m。組(zu)合梁(liang)高1.8m，其(qi)中UHPC主梁(liang)高0.9m，

H型(xing)鋼高0.9m，型(xing)鋼采用HN900×300，單片(pian)梁吊裝(zhuang)重(zhong)量91t。每平米(mi)橋面的材料用量：鋼112.9kg，UHPC 0.22m³。

 

圖4：型鋼(gang)-UHPC組合梁

鋼-UHPC組合箱(xiang)梁

長(chang)沙(sha)市同一高架橋G匝道(dao)橋(qiao)原設計為跨(kua)徑41m簡支鋼箱(xiang)梁(圖5a)。因該方案現場(chang)施(shi)工(gong)工(gong)序較多(duo)，對橋(qiao)下既有城市主干(gan)道(dao)影響大(da)，后變(bian)更(geng)為鋼-UHPC組(zu)合(he)箱(xiang)梁(圖5b)，矩(ju)形(xing)鋼箱(xiang)頂部(bu)橋(qiao)面板由(you)8mm鋼板+100mm厚UHPC板組(zu)成(cheng)，無縱肋，懸臂部(bu)分則由(you)120mm厚純(chun)UHPC板構成(cheng)。

組合(he)箱梁在(zai)橋址附近預制(zhi)，分2片(pian)吊(diao)裝就位(wei)(圖5c)，之后結構部分(fen)只需澆筑一(yi)條縱縫，對橋(qiao)下主干道交通的影(ying)響減至最低(di)。主要(yao)技術(shu)指標：橋(qiao)梁(liang)跨(kua)徑41m，寬(kuan)9.0m，橫向由2片(pian)鋼-UHPC組合(he)箱梁(liang)組成，預制梁(liang)寬(kuan)4.4m。組合(he)梁(liang)高2.2m，單片(pian)梁(liang)吊(diao)裝重量119t。每平米(mi)橋(qiao)面的材料(liao)用量：鋼315.5kg，UHPC 0.12m³。

 

圖5：鋼-UHPC組合箱梁

上述兩(liang)座裝配(pei)式鋼-UHPC組合梁(liang)橋由中鐵五局總包，中交公(gong)路(lu)(lu)規劃設計院有限(xian)公(gong)司設計，湖南(nan)大學UHPC橋梁(liang)研(yan)發(fa)團隊主持(chi)新結構(gou)研(yan)發(fa)，湖南(nan)中路(lu)(lu)華程橋梁(liang)科技股份有限(xian)公(gong)司負責UHPC部分的施工(gong)。

4.建筑應用(yong)研究

浙江宏日泰(tai)耐克新材料科技有限(xian)公司(si)繼2022年(nian)完(wan)成(cheng)建(jian)造(zao)余(yu)姚市雙(shuang)河裝配式UHPC變電(dian)站后(見2022年(nian)報告(gao))，又對裝配化(hua)節點連接結構進(jin)(jin)行優化(hua)并經過試驗驗證，顯著提升了(le)構件(jian)預制和(he)裝配安裝的施工效率，進(jin)(jin)一步完(wan)善了(le)該裝配式UHPC建(jian)筑(zhu)體系。

珠海星(xing)杓新材料科技(ji)有限公(gong)司開發了自有知(zhi)識產權的(de)預應(ying)力大尺寸薄型幕墻板(ban)。將預應(ying)力技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)在UHPC重型幕墻板結構(gou)中，取消或最大程度減(jian)少背(bei)負(fu)鋼架的(de)(de)使用(yong)。經廣東(dong)省建設質(zhi)量(liang)安全檢測總站及(ji)華南理工大學土木(mu)與交通檢測中心檢測，該UHPC幕墻板(包括鏤空(kong)板)經受50kg重物、882J能(neng)量(liang)的(de)(de)沖(chong)擊后(按(an)GB/T38264-2019測試，見圖6a)，無開裂(lie)現象、狀態完好，抗沖(chong)擊性能(neng)達到3級(最高(gao)(gao)等(deng)級)要求(qiu)(qiu)，可承(cheng)受載(zai)荷超過7.5kPa，能(neng)滿足包括高(gao)(gao)層、超高(gao)(gao)層建筑的(de)(de)各種幕墻技術指標要求(qiu)(qiu)，大大擴展(zhan)了UHPC幕墻的(de)(de)使用(yong)范圍(wei)。

圖6 b是浙江寶思(si)博(bo)新材料(liao)有限公司預制生產的(de)(de)(de)UHPC外墻(qiang)板實體(ti)正在進行抗(kang)震試驗，經歷模擬9.6級地震，僅墻(qiang)板掛點處出(chu)現輕(qing)(qing)微裂縫，板體(ti)完(wan)好無損。試驗證明，這種輕(qing)(qing)質、立(li)體(ti)(3D)構造的(de)(de)(de)UHPC外墻(qiang)板及其安裝錨固節點具有優異(yi)的(de)(de)(de)抗(kang)震性(xing)能。

 

圖(tu)6 (a)預應力(li)大尺(chi)寸(cun)薄型UHPC幕墻板的(de)(de)抗沖(chong)擊試驗(珠海星杓提供的(de)(de)視頻截(jie)圖)

圖6 (b)3D構造UHPC外墻板抗震試驗(浙江寶思博提供的視頻截圖)

2023年，中國(guo)有多個建(jian)筑(zhu)采用UHPC建(jian)造外維(wei)護墻板，提(ti)升建(jian)筑(zhu)質量和(he)節能水平(ping)，其中華東師范大學鹽城實(shi)驗中學的(de)示范項目值得關注(參見第四部分(fen))。丹麥在這方面也有很好(hao)的(de)發展(zhan)，得益(yi)于對建(jian)筑(zhu)低碳節能要求的(de)提(ti)高。

在美國(guo)2023年舉辦的(de)“第三屆超(chao)高(gao)性能混凝土(tu)互動國際(ji)研討會(hui)”(UHPC 2023)上(shang)，丹麥(mai)(mai)Hi-Con公司Aarup先生介紹，他們在10年前首次被要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)提供LCA(Life Cycle Analysis壽命周期分(fen)(fen)析)和(he)EPD(Environmental Product Declaration環保產品聲明)，以前這種要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)主要(yao)(yao)(yao)(yao)來(lai)(lai)自挪(nuo)威、瑞典、荷蘭等(deng)國家(jia)，如今(jin)這成為了常規要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)。丹麥(mai)(mai)從2012年開始在許(xu)多建筑實施DGNB評價系(xi)統(Deutsche Gesellschaftfür Nachhaltiges Bauen德國可(ke)持續建筑委員(yuan)會(hui)評價系(xi)統)。這些建筑針對(dui)許(xu)多參(can)數包括社會(hui)、經(jing)濟(ji)、建筑和(he)環境進行評估(gu)和(he)打分(fen)(fen)，根據(ju)得(de)分(fen)(fen)來(lai)(lai)認(ren)證。產品提供EPD，以及(ji)建筑有良好的(de)保溫(wen)隔(ge)熱(re)性能、較低原材料使(shi)用量(liang)、無需維護(hu)等(deng)，有助于(yu)獲得(de)高(gao)分(fen)(fen)。從2023年1月起(qi)，丹麥(mai)(mai)對(dui)新(xin)建筑有一項新(xin)的(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)——每(mei)年每(mei)平方米建筑的(de)CO2排(pai)放量(liang)要(yao)(yao)(yao)(yao)低于(yu)12kg，這個數字包括建筑物的(de)建造(按(an)50年使(shi)用壽命分(fen)(fen)攤)、運營能源(yuan)消耗(hao)等(deng)，并且要(yao)(yao)(yao)(yao)逐漸(jian)降低，

預計到2027年會降低到每年9kg/m²。雖然這個限制(zhi)對于Hi-Con現在(zai)的(de)UHPC產品不是(shi)問題(ti)，但仍然需要不斷(duan)改(gai)進來(lai)滿足未來(lai)的(de)要求[10]。

用壽命周期和(he)可持續(xu)發(fa)展指標進行分(fen)析評價，是發(fa)展趨勢(shi)，有利于UHPC在建(jian)筑上應用。限制(zhi)建(jian)筑物建(jian)造與運(yun)營的每平方米(mi)建(jian)筑年度CO₂排放量，則需要提高圍護(hu)墻體(ti)的(de)保溫隔熱性能。用(yong)UHPC面板(平板或立體(ti)構造)復合高效能保(bao)溫層，可設計(ji)制造防(fang)火-抗裂防(fang)水-保(bao)溫-裝飾一(yi)體(ti)化(hua)、輕量化(hua)、抗震且超(chao)長(chang)免維(wei)護(hu)的建筑圍護(hu)墻體(ti)，是(shi)低碳(tan)節能、高質量建筑的重要發(fa)(fa)展方向之(zhi)一(yi)，有很大創(chuang)新發(fa)(fa)展空間。

5.風電塔筒

陸上風(feng)力(li)發電(dian)(dian)降本(ben)增效(xiao)的(de)(de)重要手段是風(feng)電(dian)(dian)機組大(da)型(xing)化，與此同時對支(zhi)撐結構設計(ji)和(he)建造提出了更(geng)高要求，即適應更(geng)高的(de)(de)載(zai)荷水(shui)平、滿(man)足更(geng)嚴格的(de)(de)共振頻率(lv)要求。上海風(feng)領新能(neng)源有限公司順勢(shi)而為，研(yan)發設計(ji)UHPC與鋼的混合(he)結(jie)(jie)構風(feng)(feng)電塔(ta)(ta)筒，2023年(nian)8月(yue)(yue)開始與蘇(su)州混凝土水(shui)泥制品研(yan)究院有限公司合(he)作(zuo)，采(cai)用UC150等級UHPC預制生(sheng)產風(feng)(feng)電塔(ta)(ta)筒管片，于(yu)2023年(nian)10月(yue)(yue)24日在江蘇(su)漣水(shui)巨石風(feng)(feng)電項目安裝完成了(le)世界第一個UHPC風(feng)(feng)電混塔(ta)(ta)——風(feng)(feng)機輪轂中心高度180m，UHPC塔(ta)(ta)段高度157.4m(見(jian)圖7)。這是(shi)UHPC新(xin)應用也是(shi)風(feng)(feng)電塔(ta)(ta)架(jia)結(jie)(jie)構性(xing)能提升(sheng)的一個重要突破。2023年(nian)8月(yue)(yue)至12月(yue)(yue)，上海(hai)風(feng)(feng)領新(xin)能源(yuan)生(sheng)產塔(ta)(ta)筒管片使用了(le)35,193m³ UHPC，完成(cheng)安裝(zhuang)50個UHPC風(feng)電混塔，成(cheng)為UHPC用量(liang)的主要增長點(dian)。

有理由相信，隨著(zhu)風電結(jie)構(gou)對結(jie)構(gou)強度、韌性和可靠性的(de)要求(qiu)越來越高，UHPC也將獲得越來越多的應(ying)用。

 

圖(tu)7：世界(jie)第(di)一個及(ji)后(hou)續安裝UHPC風電塔筒(tong)(上海風領新(xin)能源提(ti)供照片)

6.公路混(hun)凝土防撞(zhuang)護欄(lan)升級改造

交通部2017年發(fa)布(bu)了行(xing)業標(biao)準(zhun)(zhun)《公(gong)(gong)路(lu)交(jiao)通安全(quan)設(she)施設(she)計(ji)規范》(JTGD81—2017)，早(zao)期建(jian)設(she)的(de)(de)公(gong)(gong)路(lu)混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)防(fang)(fang)(fang)(fang)撞(zhuang)護(hu)(hu)(hu)欄(lan)存在(zai)防(fang)(fang)(fang)(fang)撞(zhuang)等級不能滿足現(xian)(xian)(xian)行(xing)規范要求(qiu)的(de)(de)情(qing)況。根據交(jiao)通部2019年發(fa)布(bu)的(de)(de)《提(ti)(ti)(ti)升(sheng)(sheng)公(gong)(gong)路(lu)橋梁(liang)安全(quan)防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)(hu)能力(li)專(zhuan)(zhuan)項行(xing)動技(ji)術指南(nan)》，我國(guo)(guo)現(xian)(xian)(xian)有大量公(gong)(gong)路(lu)混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)護(hu)(hu)(hu)欄(lan)需要提(ti)(ti)(ti)升(sheng)(sheng)改造。針對這一需求(qiu)，浙(zhe)江宏日泰耐克新材(cai)料科技(ji)有限公(gong)(gong)司(si)與寧波市交(jiao)通規劃設(she)計(ji)研究(jiu)院有限公(gong)(gong)司(si)合(he)作，設(she)計(ji)開(kai)發(fa)了預制(zhi)UHPC護(hu)(hu)(hu)板結(jie)構的(de)(de)防(fang)(fang)(fang)(fang)撞(zhuang)護(hu)(hu)(hu)欄(lan)提(ti)(ti)(ti)升(sheng)(sheng)改造裝(zhuang)置(zhi)并獲得專(zhuan)(zhuan)利(li)權(見圖8)，用于提(ti)(ti)(ti)升(sheng)(sheng)現(xian)(xian)(xian)有混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)護(hu)(hu)(hu)欄(lan)的(de)(de)防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)(hu)能力(li)。經過國(guo)(guo)家檢(jian)測認證(zheng)機構測試(各種車(che)型的(de)(de)實車(che)足尺碰(peng)撞(zhuang)試驗)，現(xian)(xian)(xian)有混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)護(hu)(hu)(hu)欄(lan)安裝(zhuang)UHPC護(hu)(hu)(hu)板裝(zhuang)置(zhi)改造升(sheng)(sheng)級后，防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)(hu)能力(li)能夠滿足2017版標(biao)準(zhun)(zhun)要求(qiu)。2023年該(gai)UHPC護(hu)(hu)(hu)板裝(zhuang)置(zhi)在(zai)寧波杭州灣跨(kua)海大橋南(nan)岸(an)連接線土(tu)建(jian)養護(hu)(hu)(hu)工(gong)程應用。

在北方，混凝土護欄常見的耐(nai)久性問(wen)題是凍(dong)融(rong)循環特別(bie)是鹽水(shui)凍(dong)融(rong)損害(hai)，以及鹽水(shui)引發的鋼筋銹蝕。安裝了UHPC護板，能夠防(fang)止道面(mian)積水特別(bie)是(shi)化冰鹽水噴濺到混凝(ning)土護欄表(biao)面(mian)，有效保護混凝(ning)土護欄，一舉兩得。

 

圖8：公(gong)路混凝土(tu)防撞護(hu)(hu)欄(lan)改造升級用UHPC護(hu)(hu)板結構(浙江宏(hong)日(ri)泰耐(nai)克提供(gong)圖片)

7.水利工程(cheng)

珠江三(san)角洲水(shui)資(zi)源配置(zhi)工(gong)程是廣(guang)東省歷史上(shang)投(tou)資(zi)額最大、輸水(shui)線路(lu)最長、受水(shui)區域最廣(guang)的水(shui)資(zi)源調配工(gong)程，輸水(shui)線路(lu)總長113.1km，總投資約354億元。馬玉全博士為本報告介(jie)紹了(le)，鼎興土木技術團隊與(yu)廣東省水利(li)電力勘測設計(ji)研究(jiu)院合作，針對該項(xiang)目設計(ji)施工(gong)中(zhong)的問題(ti)，應(ying)用UHPC并通(tong)過試驗(yan)分析，優化設計(ji)與(yu)施工(gong)方案，如下：

UHPC預制免拆模板

采用傳(chuan)統方法施工，輸水工程的(de)工作井(jing)(jing)操作層和屋蓋現澆混凝土面板(ban)的(de)施工過程，支架與模板(ban)工程量非(fei)常大(da)，且施工風(feng)險高、施工速度(du)慢(man)。為(wei)解決這個問題，鼎興土木與設計院一起開發了適(shi)用于工作井(jing)(jing)的(de)UHPC預制(zhi)(zhi)免拆(chai)模板(ban)(ban)(ban)(ban)(見圖(tu)9)，提高(gao)了(le)施(shi)工(gong)(gong)安(an)全性、保證工(gong)(gong)程(cheng)進度要求(qiu)和工(gong)(gong)程(cheng)質量(liang)。免拆(chai)模板(ban)(ban)(ban)(ban)采用(yong)立方(fang)體抗壓強度150MPa(UC150等級)的(de)(de)(de)UHPC預制(zhi)(zhi)生產，操作層用(yong)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)厚6cm，屋蓋用(yong)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)厚4cm，兩種板(ban)(ban)(ban)(ban)中均配(pei)置了(le)鋼筋(jin)網(wang)。根據27塊足尺預制(zhi)(zhi)板(ban)(ban)(ban)(ban)抗彎試驗研究結果，UHPC預制(zhi)(zhi)免拆(chai)模板(ban)(ban)(ban)(ban)不配(pei)鋼筋(jin)網(wang)也(ye)能夠滿足工(gong)(gong)程(cheng)施(shi)工(gong)(gong)要求(qiu)，配(pei)筋(jin)則進一步(bu)提高(gao)了(le)結構的(de)(de)(de)安(an)全性和可靠性。

 

圖9：UHPC預制免(mian)拆模板(鼎(ding)興土木提供圖(tu)片)

型(xing)鋼-UHPC組合結構(gou)(內包(bao)型鋼)

該工(gong)程中，工(gong)作井(jing)設(she)計(ji)為超(chao)深(shen)、圓形大跨度的超(chao)常規、異形結(jie)構(gou)。如何(he)施工(gong)和提(ti)高耐久性？鼎興土木與設(she)計(ji)院聯(lian)合研發出一種新型屋蓋結(jie)構(gou)體系——型鋼(gang)-UHPC組合(he)(he)結(jie)構(gou)屋蓋，成功解決了(le)結(jie)構(gou)施工(gong)、受(shou)力、耐久性(xing)等(deng)(deng)(deng)多方面的問題。型鋼(gang)-UHPC組合(he)(he)結(jie)構(gou)屋蓋采用等(deng)(deng)(deng)梁高(gao)設計(ji)，梁高(gao)150cm，上下翼緣寬60cm，內置焊接工(gong)字(zi)鋼(gang)，外包UHPC層(ceng)(采用UC130等(deng)(deng)(deng)級(ji))，厚5-7.5cm。為深度掌握該組合(he)(he)梁力學(xue)性(xing)能、驗(yan)(yan)證(zheng)該結(jie)構(gou)的可靠性(xing)并為后續(xu)設計(ji)優化提供數據支撐，2023年(nian)6月(yue)鼎興土(tu)木技術團隊在華南理(li)工(gong)大學(xue)結(jie)構(gou)試(shi)驗(yan)(yan)室進(jin)行了(le)組合(he)(he)梁足尺破壞試(shi)驗(yan)(yan)，同時組織試(shi)驗(yan)(yan)現場觀(guan)摩和試(shi)驗(yan)(yan)直播，組合(he)(he)梁試(shi)驗(yan)(yan)直播在業界同仁中引(yin)起了(le)廣(guang)泛關注。試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果表明，型鋼(gang)-UHPC組合(he)(he)梁強(qiang)度、剛(gang)度、抗裂(lie)性(xing)能均滿(man)足設計(ji)要求(qiu)，并有充(chong)裕的安(an)全儲(chu)備。

 

圖10：型鋼-UHPC組合結構屋蓋(鼎興土木(mu)提供圖(tu)片)

8.其(qi)他應用技術(shu)發展

2023年還有一些UHPC新結構、新產品(pin)和新應(ying)用場景(jing)的開發及應(ying)用，如(ru)工業屋(wu)面瓦(wa)、橋梁(liang)伸(shen)縮縫安裝和快(kuai)速(su)維修、舊房加固改造、垂直綠墻模(mo)塊面板、小蓋板、料倉隔(ge)倉板，等(deng)等(deng)(參見第四部分)。

二、UHPC的標準化進展

UHPC標準(zhun)體系建立完(wan)善，在(zai)內國外都取得了許多新進展(zhan)，收集到的信息如下(xia)：

1.國內標準(zhun)

新發布標準：

湖南省地方標(biao)準(zhun)：《超高性能混凝土集成模塊建筑技術標(biao)準(zhun)》(DBJ43/T387-2022)

廣東省(sheng)地方(fang)標準：《裝(zhuang)配式(shi)超高性能混凝土市政(zheng)橋梁結構技術規程》(DBJ/T15-244-2022)

中(zhong)國工程建設標(biao)準(zhun)化協會標(biao)準(zhun)：《公(gong)路超高性能混(hun)凝土(UHPC)橋梁技(ji)術(shu)規程》(T/CECSG：D60-02-2023)

上海(hai)市土木工程(cheng)學會標準：《橋梁工程(cheng)超(chao)高性能混凝土施工技術標準》(T/SSCE0007-2023)

待批(pi)準和待審(shen)查標準：

交通(tong)部(bu)行業標準(JGT)：《鋼-高韌性混凝土組合(he)橋

面設計與施工規范》和《公路(lu)橋涵超高(gao)性能混凝土(tu)應用規范》

中(zhong)國勘察設計協會(hui)標準(CECA)：《超高性(xing)能(neng)混(hun)凝土橋梁技術(shu)規程》

中國建材(cai)聯合(he)會/中國混凝(ning)土與水(shui)泥(ni)制品協(xie)會標準(CBMF/CCPA)：《超(chao)高性能(neng)混凝(ning)土用減水(shui)劑(ji)技(ji)術要求》

中國工程建設標(biao)準化協會標(biao)準(CECS)：《橋梁濕接縫用超高性能(neng)混凝(ning)土應用技術規程》和《超高性能(neng)混凝(ning)土肋裝配式樓板應用技術規程》

在編標(biao)準：

CBMF/CCPA標準(zhun)：《超高(gao)性(xing)(xing)能混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)幕墻工程(cheng)(cheng)(cheng)技(ji)術規范》《超高(gao)性(xing)(xing)能混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)加固(gu)既(ji)有混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)結構技(ji)術規程(cheng)(cheng)(cheng)》《超高(gao)性(xing)(xing)能混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)噴射施工技(ji)術規程(cheng)(cheng)(cheng)》《風電(dian)塔筒(tong)用(yong)超高(gao)性(xing)(xing)能混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)管(guan)(guan)片》《風電(dian)塔筒(tong)用(yong)超高(gao)性(xing)(xing)能混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)管(guan)(guan)片應用(yong)技(ji)術規程(cheng)(cheng)(cheng)》和《超高(gao)性(xing)(xing)能混(hun)(hun)(hun)凝土(tu)(tu)(tu)預混(hun)(hun)(hun)料質量(liang)分級標準(zhun)》

廣東省(sheng)建設工程綠色與裝配(pei)式發展協會標準：《超(chao)高性能混凝土(UHPC)裝配式樓梯技術規(gui)程》

新立項標(biao)準(zhun)：

國(guo)家標(biao)準(GB):《超(chao)高(gao)(gao)性(xing)能混凝土(tu)》(修改名稱、修訂GB/T31387-2015)和(he)《超(chao)高(gao)(gao)性(xing)能混凝土(tu)試驗(yan)方(fang)法》(制定)

建(jian)材行業標準(JC)：《綠色(se)建材評(ping)價超高性能混凝土(tu)及構件》

中國工程建設標(biao)準化協會標(biao)準(CECS)：《鋼與超(chao)高性(xing)能混(hun)凝(ning)土組合構件應用技術(shu)規程》

2.國(guo)外標準進展(zhan)

—PCI(美國預(yu)制/預(yu)應(ying)(ying)力(li)混凝土學會)2022年發布(bu)指南：TR-9-22, Guidelines for the Use of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) in Precast and Prestressed Concrete 《預(yu)制和(he)預(yu)應(ying)(ying)力(li)混凝土的(de)UHPC應(ying)(ying)用指南》

FHWA(美(mei)國聯邦(bang)公(gong)路管理(li)署)2022年發布技術文件：FHWA-HRT-22-065, Design and Construction of UHPC-Based Bridge Preservation and Repair Solutions《基(ji)于UHPC的橋梁保護和修(xiu)復方案(an)的設計與施工》

AASHTO ( 美(mei) 國 國 家 公 路 和 運 輸(shu) 官 員 協 會(hui) ) 2022 年 發 布(bu) 標(biao) 準：AASHTO T397 Standard Method of Test for Uniaxial Tensile Response of Ultra-High Performance Concrete《UHPC 單軸拉伸(shen)響(xiang)應標(biao)準試驗方法》

AASHTO 2023 發 布 指 南(nan)：AASHTO Guide to Preservation of Highway Bridge Decks《AASHTO 公路(lu)橋(qiao)面(mian) 板保護指南(nan)》包含了 UHPC 罩面(mian)方案

AASHTO LRFD Guide Specification for UHPC (UHPC 結構(gou)設計指(zhi)南(nan) ) 編制完(wan)成，經投(tou)票獲得(de)所有州橋梁工程 師一致通過，預計 2023 年內發布(bu)；AASHTO 的 UHPC 材 料標準(zhun)已完(wan)成編制，將于 2024 年春季(ji)進行投(tou)票。

?BV ( 奧地利建筑(zhu)技術協會(hui) ) 2023 發布(bu)指南(nan)：UHPC Richtlinie 《UHPC 指南(nan)》( 包(bao)含材料、設計與施工(gong) )

ACI ( 美國(guo)混(hun)凝土學會 ) 的 ACI 239-C Guide on the Structural Design of UHPC (UHPC 結構設(she)計指(zhi)南 ) 和(he) ACI 239-D Guide on Materials and Methods of Construction for UHPC (UHPC 材(cai)料和(he)施工方法指(zhi)南 ) 正在編制中。

三、中國UHPC市(shi)場規模與產業發展(zhan)現狀

CCPA-UHPC分(fen)會2023年12月19日發放《2023年UHPC工(gong)程(cheng)、產(chan)(chan)品(pin)(pin)和用量(liang)調(diao)(diao)查表》和《2023年UHPC用量(liang)統計(ji)表》(以(yi)下(xia)簡稱“調(diao)(diao)查表”)，調(diao)(diao)查中國2023年UHPC工(gong)程(cheng)應用、產(chan)(chan)品(pin)(pin)創新情況(kuang)，統計(ji)分(fen)類的(de)UHPC用量(liang)，包括橋梁(鋼橋面、濕接縫、預(yu)制(zhi)及現澆(jiao)結構)、建筑(zhu)(幕(mu)墻、結構構件(jian))、市政(zheng)/電(dian)力(li)/水利工(gong)程(cheng)、維(wei)修加固、風電(dian)結構和其他。共計(ji)收到40個(ge)企業(ye)(ye)(ye)的(de)“調(diao)(diao)查表”反饋，涵(han)蓋了中國頭部UHPC生產(chan)(chan)應用企業(ye)(ye)(ye)(企業(ye)(ye)(ye)名單(dan)見“致謝”)，統計(ji)數據很好地展示中國UHPC市場與產(chan)(chan)業(ye)(ye)(ye)狀況(kuang)。

2023年1月～12月，中國(guo)UHPC用量超過(guo)14.65萬m³(“調查表(biao)”收(shou)集到(dao)工程用(yong)(yong)量)，其中56%使用(yong)(yong)UHPC預(yu)混料，約18萬噸(dun)；其余44%為(wei)直接(jie)使用(yong)(yong)原材料制(zhi)備UHPC。

中國UHPC最大的(de)工程應用(yong)(yong)(yong)領域仍然是橋梁，占比(bi)(bi)(bi)(bi)為39%，以鋼-UHPC復合橋面、橋梁構(gou)件(jian)連接(濕接縫)應用(yong)(yong)(yong)為主。市(shi)政、電(dian)力與水利工程，占比(bi)(bi)(bi)(bi)為17%。建(jian)筑應用(yong)(yong)(yong)主要(yao)是預制(zhi)幕(mu)墻、墻板和結構(gou)構(gou)件(jian)，占比(bi)(bi)(bi)(bi)約(yue)12%。2023年(nian)新增(zeng)UHPC用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)的(de)較大部(bu)分來自(zi)風電(dian)結構(gou)，主要(yao)用(yong)(yong)(yong)于(yu)預制(zhi)塔筒管片，用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)占比(bi)(bi)(bi)(bi)達(da)25%。維修加固用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)占比(bi)(bi)(bi)(bi)約(yue)1%。2023年(nian)中國UHPC用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)分布(bu)及近5年(nian)UHPC用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)及增(zeng)長情(qing)況見圖(tu)11、圖(tu)12。

 

圖11：2023年中國UHPC用(yong)量分布

 

圖12：中(zhong)國UHPC年度(du)用量增長情(qing)況

與2022年相比，2023年中國(guo)UHPC用(yong)量增(zeng)加(jia)了6.5萬立方(fang)米，增(zeng)幅(fu)(fu)為(wei)79%，增(zeng)幅(fu)(fu)中45%來自風電結構應(ying)用(yong)，其他各方(fang)面(mian)應(ying)用(yong)均有所增(zeng)長。

從企業走訪調研(yan)情況看(kan)，中國UHPC生(sheng)產、預(yu)制和施工企業特別是頭部企業，注(zhu)重長遠(yuan)發(fa)展，培養自己的研發(fa)團隊、與高校(xiao)或科研機構(gou)合作，敢于投入(ru)開發(fa)新(xin)應用，努力提高材(cai)料(liao)(liao)性(xing)能和質量穩(wen)定性(xing)，提升完(wan)善生(sheng)產裝(zhuang)備(bei)和工藝技術。也(ye)有企業在做UHPC全產業鏈布局，自主控(kong)制原材(cai)料(liao)(liao)的生(sheng)產和質量，精細化(hua)控(kong)制UHPC的性(xing)能與質量穩(wen)定性(xing)。

目(mu)前(qian)，行業發(fa)展存(cun)在的主要問題是UHPC產能增長大大超過了(le)市場需求的(de)發展(zhan)，部分常規UHPC應用(yong)的(de)價(jia)格(ge)競爭較為(wei)激(ji)烈，并出現以(yi)次充好(hao)(hao)或偷工(gong)減料的(de)情況，需要引起(qi)高度(du)重視。把UHPC做(zuo)好(hao)(hao)用(yong)好(hao)(hao)，UHPC未(wei)來(lai)將有大發展(zhan)(參見第六部分)。要從標(biao)準選用(yong)及(ji)性(xing)能指標(biao)要求、從生產施工(gong)及(ji)驗收全過程(cheng)質量控制(zhi)、從企(qi)業技術能力和質量控制(zhi)水平評估等多個方面(mian)，讓(rang)認真做(zuo)、重質量的(de)企(qi)業來(lai)主(zhu)導UHPC發展(zhan)，避免或減少前行道路上(shang)不必(bi)要的(de)“曲折(zhe)”。

四、UHPC的工(gong)程應(ying)用(yong)

1.橋梁應用

鋼-UHPC復合橋(qiao)面

據不(bu)完全統(tong)計，2023年施工完成超過(guo)34.9萬m²的鋼-UHPC復(fu)合(he)橋面，UHPC用量2.48萬m³，橋梁(liang)數(shu)量(liang)達到43座。

 

圖13：佛山富(fu)龍(long)西(xi)江特大橋UHPC鋪裝(zhuang)與濕接縫施工(gong)(佛山交通科(ke)技、湖南中路華程提供圖片)

表(biao)1：富龍西江特(te)大橋UHPC性能要求與實測結果(guo)(佛山交通(tong)科(ke)技(ji)提供數據)

 

廣(guang)東佛(fo)山富(fu)龍西江特大(da)橋為雙塔(ta)雙索面鋼-UHPC組合梁(liang)+混凝土梁(liang)斜(xie)拉橋。組合梁(liang)采用(yong)8mm鋼+15cm UHPC輕型橋面板，91片(pian)梁(liang)段(duan)(duan)在工(gong)廠生產和鋪裝(zhuang)(zhuang)UHPC，梁(liang)段(duan)(duan)安(an)裝(zhuang)(zhuang)后現澆UHPC連接鋪裝(zhuang)(zhuang)層(見(jian)圖13)，UHPC用(yong)量達6700m³，性(xing)能要(yao)求及實測結果(guo)見表1。

該(gai)橋由(you)廣東交(jiao)通規(gui)劃設(she)(she)計(ji)院設(she)(she)計(ji)，佛山交(jiao)通科技供應UHPC材料，湖南(nan)中路華程(cheng)承擔UHPC施工，2023年11月(yue)完成全(quan)部UHPC鋪(pu)裝。

以下簡要介紹2023年(nian)完成的(de)幾個較大和特色橋梁(liang)的(de)鋼橋面UHPC鋪(pu)裝工程(cheng)：

·G104京嵐線濟南黃(huang)河公路大(da)橋(qiao)擴(kuo)建工(gong)程主橋(qiao)長1028m，主跨(kua)跨(kua)徑(jing)488m，是目(mu)前黃(huang)河上跨(kua)徑(jing)最大(da)、公軌分層(ceng)合建橋(qiao)梁。該(gai)橋(qiao)上層(ceng)橋(qiao)面由密橫(heng)梁體系(xi)+UHPC輕型組合鋼橋(qiao)面板組成(見圖14)，UHPC鋪裝層(ceng)厚50mm，用量1563m³，鋪裝面(mian)積約31000m²，單次鋪裝長(chang)度達300m，由中(zhong)交一公局(ju)土木工程建筑(zhu)研究院(yuan)與(yu)中(zhong)交武漢港灣工程設計研究院(yuan)聯(lian)合體施工。

·濟南繞城高速(su)二環線(xian)北環段黃河大橋(qiao)主橋(qiao)，全長5837m，采(cai)用UHPC輕型組合鋼橋(qiao)面，鋪裝UHPC用量1500m³，山東(dong)高(gao)速工程檢測(ce)公司(si)施工。

·汕頭牛田洋(yang)大橋(qiao)(qiao)主橋(qiao)(qiao)為公軌共建雙(shuang)塔雙(shuang)索(suo)面雙(shuang)層(ceng)鋼(gang)桁梁斜拉(la)橋(qiao)(qiao)，其鋼(gang)桁梁長800.2m，寬(kuan)38.2m，正交(jiao)異性(xing)鋼(gang)橋(qiao)(qiao)面鋪(pu)裝采用50mm厚STC+高粘高彈(dan)瀝青粘層(ceng)+40mm厚SMA-13瀝青砼鋪(pu)裝方案，STC層(ceng)鋪(pu)裝面積(ji)約(yue)26210m²，廣東(dong)冠生土(tu)木施工。

·云南永(yong)大高速(su)公路上的楚雄永(yong)仁特大橋(qiao)是雙塔單(dan)跨鋼箱加勁梁懸索橋(qiao)，全長1668m，主跨920m，橋(qiao)面寬31m。該橋(qiao)UHPC鋪裝層(ceng)厚50mm，UHPC用(yong)量1130m³，鋪裝面積22491m²(見(jian)圖15)，由中鐵橋研科技施工(gong)(gong)。該工(gong)(gong)程UHPC施工(gong)(gong)克(ke)服(fu)的困難(nan)包括：缺(que)水風大(常(chang)年風力在6級以上最大達11級)，攤(tan)鋪(pu)及養護難(nan)度大；工(gong)(gong)期緊，合同工(gong)(gong)期只有(you)20天。

·青島東(dong)岸產業園(yuan)區(qu)基礎設施綜合改造(zao)項目，五個標段采(cai)用鋼-UHPC組合橋面結構(gou)、UHPC橋面連續結構(gou)，UHPC用量1000m³，湖南(nan)中路華程施工。

·杭甬復(fu)線(xian)寧(ning)波一期項目濱海互通是目前(qian)在(zai)建的亞洲(zhou)最大海上(shang)互通樞紐，UHPC鋪裝用量723m3，浙江宏日泰耐克和宏日和興綠建施工(gong)。

 

圖14：G104京嵐線濟(ji)南(nan)黃(huang)河公(gong)路大橋及(ji)UHPC鋪裝施(shi)工(gong)(中交一公(gong)局土木工(gong)程(cheng)建筑研究院(yuan)、中交武漢港灣工(gong)程(cheng)設(she)計研究院(yuan)提供圖片)

 

圖15：楚(chu)雄永仁(ren)懸索橋和UHPC鋪裝施工(中(zhong)鐵(tie)橋研(yan)科技提供圖片(pian))

 

圖(tu)16：部(bu)分(fen)采用UHPC鋪裝的橋梁(上海(hai)復(fu)培(pei)、浙江(jiang)宏日泰耐克、湖南(nan)中路華程提供圖片)

橋梁結構構件連接(濕接(jie)縫)

據不完全統計，2023年UHPC用于橋梁的結構連(lian)接(包括預制構件濕接縫(feng)連(lian)接、橋梁拓(tuo)寬拼接、墩頂(ding)負彎矩區抗裂等)的用量(liang)超(chao)過(guo)2萬(wan)m³，是提(ti)升橋梁(liang)性能(neng)也是用量較大的應用。

沈(shen)海高速汕尾陸豐(feng)至深圳龍崗段的(de)改擴建工程(cheng)中，受(shou)建設(she)地(di)理環(huan)境限(xian)制，為減少便道影響，梅(mei)(mei)隴特大橋、梅(mei)(mei)隴農場1和(he)2號特(te)大(da)橋(qiao)(qiao)(全長約8.888km)，建(jian)設采(cai)用(yong)裝配(pei)式施工。橋(qiao)(qiao)梁上部結構采(cai)用(yong)預(yu)應力混凝土小箱梁、預(yu)應力混凝土雙T梁，下部結構采(cai)用(yong)預(yu)制(zhi)(zhi)蓋(gai)(gai)梁、預(yu)制(zhi)(zhi)方柱墩、現澆承臺和(he)預(yu)制(zhi)(zhi)管(guan)樁基礎(chu)。立柱與承臺、立柱與蓋(gai)(gai)梁、蓋(gai)(gai)梁與蓋(gai)(gai)梁以及梅(mei)隴(long)特(te)大(da)橋(qiao)(qiao)預(yu)制(zhi)(zhi)管(guan)樁與蓋(gai)(gai)梁的節點(dian)采(cai)用(yong)UHPC連(lian)接，UHPC用(yong)量1960m³，保利長大二公(gong)司施工。常溫環(huan)境中，UHPC的1d抗壓強度(du)≥55MPa、28d≥120MPa，滿足了樁梁(liang)一(yi)體機2.5d/跨的橋梁(liang)建設進(jin)度(du)要求。

解決橋梁墩頂負彎矩區(qu)開裂問(wen)題，傳(chuan)統的方法是采用(yong)預應力將橋梁體(ti)系“由簡支轉連續”，但施工(gong)工(gong)序多、效率低。在負彎矩(ju)區(qu)(qu)使用配筋(jin)UHPC的高抗拉(la)性能(neng)，非預應力實(shi)現橋(qiao)(qiao)梁(liang)的簡支轉連續，施工(gong)工(gong)序少、效率高，能(neng)有效抑制負彎矩(ju)區(qu)(qu)混凝(ning)土開裂(lie)，2023年在寧波舟(zhou)山港(gang)六橫公路大橋(qiao)(qiao)、嘉興市市區(qu)(qu)快速路環線工(gong)程、象山灣疏(shu)港(gang)高速等工(gong)程中(zhong)應用(浙江宏日泰耐克、二航武漢港(gang)灣、中(zhong)交路橋(qiao)(qiao)建設等公司施工(gong))。

二航武漢(han)港灣施工完成了孝感北樞紐互通福銀(yin)高速1、2號拼(pin)寬(kuan)(kuan)橋的新(xin)舊橋接(jie)縫(feng)連接(jie)。拼(pin)寬(kuan)(kuan)橋原設計采用特殊單元式(shi)多(duo)向變位橋梁伸縮縫(feng)與福(fu)銀高速連接(jie)過渡拼(pin)寬(kuan)(kuan)，但根據以往的經驗，順橋向伸縮縫(feng)在運(yun)營期間容易出現損壞(huai)導致(zhi)局部凸起(錯位)，成為行車安全(quan)隱患(huan)，且運(yun)營期間伸縮縫(feng)損壞(huai)較難維修(xiu)、安全(quan)風(feng)險大；另(ling)外，福(fu)銀高速此處(chu)橋梁約20年橋齡，相對穩(wen)定(ding)，會與新(xin)修(xiu)拼(pin)寬(kuan)(kuan)橋產生沉降差(cha)。

基(ji)于這些考慮結合現場(chang)勘(kan)察，項目(mu)負責與(yu)參加單位決(jue)定對(dui)工程設計進行變更，拼寬(kuan)(kuan)橋與(yu)福銀(yin)高速拼寬(kuan)(kuan)方(fang)式由伸縮縫拼寬(kuan)(kuan)更改為橋面(mian)連續連接，新(xin)舊橋面(mian)接縫材料選(xuan)用UC120等級UHPC。

山東高(gao)速工(gong)(gong)程(cheng)檢測公司施(shi)工(gong)(gong)完成了濟(ji)廣(guang)高(gao)速濟(ji)菏段改擴建(jian)工(gong)(gong)程(cheng)中的新舊(jiu)橋梁拼(pin)(pin)寬，方式為在拼(pin)(pin)縫兩(liang)側各1.5m寬(kuan)度范圍內(nei)澆筑10cm厚UHPC，利用新(xin)型拼縫結構(gou)以及UHPC的超(chao)高性(xing)能將新(xin)舊結構(gou)連(lian)成(cheng)整(zheng)體(ti)，優化了(le)結構(gou)受力形式，充分保證了(le)橋梁通行效(xiao)率和(he)行車舒(shu)適性(xing)，很好解決了(le)公路橋梁連(lian)續梁拼寬(kuan)、錯位拼寬(kuan)等(deng)難(nan)點問題。

此外，上海(hai)(hai)復培(pei)、上海(hai)(hai)瑞史(shi)坦環保科(ke)技(ji)、浙(zhe)江宏日泰(tai)耐克、浙(zhe)江固路交通(tong)科(ke)技(ji)、濟寧(ning)聚豐、武漢源錦、中建西部(bu)研究院、廣東冠生土木、湖南中路華程、佛山市交通(tong)科(ke)技(ji)、廣州(zhou)朋悅建材等(deng)企業也(ye)施工(gong)完成(cheng)了一批(pi)UHPC濕接(jie)(jie)縫連接(jie)(jie)混凝土預制構件的工程，包括預制防(fang)撞墻連接(jie)(jie)，箱(xiang)梁(liang)之間連接(jie)(jie)，橋(qiao)面板(ban)或(huo)疊合梁(liang)橋(qiao)面板(ban)連接(jie)(jie)，墩柱與基礎、與蓋(gai)梁(liang)連接(jie)(jie)，等(deng)(deng)等(deng)(deng)。

鋼-UHPC組合梁(liang)(UHPC橋面板)

2023年12月4日(ri)北(bei)京經濟(ji)技術開發區文昌大道跨涼(liang)水河橋——文昌橋竣工(gong)(見圖17)。該橋采(cai)用(yong)提籃拱橋結構形(xing)式，拱肋(lei)全(quan)長約150m、高54m，橋面最寬處65.8m。橋面板(ban)為(wei)預(yu)制UHPC華夫板(ban)，跨徑達5.0m。由北(bei)京市政(zheng)總院設計，中鐵(tie)十二局總包，武漢源錦(jin)建(jian)材供應UHPC預(yu)混料，北(bei)京燕通建(jian)筑構件公司(si)承擔UHPC橋面板(ban)預(yu)制生產。

該(gai)項目在(zai)前期(qi)設計、試生產階段在(zai)北京交通大(da)學開展大(da)量試驗研究，并在(zai)中建技(ji)術中心進行了構件足尺模型試驗，確保設計方案的安全性(xing)、合理性(xing)，充分驗證了UHPC構件輕(qing)薄、高強且耐久的特(te)性。

 

圖17：北(bei)京文昌大道跨涼水河橋(照片引自[11])

貴(gui)州德余高速烏江特(te)大橋為上承式鋼管混凝土拱橋，主跨504m，采用UHPC預制(zhi)橋面板。橋面板UHPC使(shi)用5～8mm粗骨料(用量719kg/m³)，鋼纖(xian)維體積摻量2%，滿足設計要(yao)求的(de)強(qiang)度(du)和彈(dan)性(xing)模(mo)量指標(biao)。該項目使用UHPC共計1600余(yu)m³[12]，中(zhong)交(jiao)一公(gong)局四公(gong)司生產施工(gong)，中(zhong)交(jiao)公(gong)路長大(da)橋(qiao)建設國家工(gong)程研究中(zhong)心(xin)技術支持。

UHPC梁橋(qiao)

中路杜(du)拉2023年為(wei)多個橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)預制生產(chan)UHPC梁(liang)(liang)，如粵西舊橋(qiao)(qiao)改造UHPC工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)字梁(liang)(liang)(廣(guang)東(dong)省建筑工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)機械(xie)施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)公(gong)司(si)(si)施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong))、高門橋(qiao)(qiao)UHPC工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)字梁(liang)(liang)(廣(guang)東(dong)冠(guan)粵路(lu)橋(qiao)(qiao)公(gong)司(si)(si)施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong))、中開高速拓寬(kuan)更換邊梁(liang)(liang)UHPC-U梁(liang)(liang)(中國(guo)水(shui)利水(shui)電第(di)十四工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)局施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong))(見圖18)，以及汕頭牛田洋快速干道人行(xing)天(tian)橋(qiao)(qiao)(達濠市(shi)政建筑公(gong)司(si)(si)施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong))和廣(guang)花路(lu)過街人行(xing)天(tian)橋(qiao)(qiao)(廣(guang)州第(di)三市(shi)政工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)公(gong)司(si)(si)施工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong))的UHPC-U梁(liang)(liang)。

 

圖18：UHPC梁(liang)橋的工(gong)字梁(liang)、U梁(liang)(中(zhong)路杜拉提供(gong)照片)

UHPC塔梁結合段

 

圖19：沱江大橋塔梁固結段(圖片引自[13])

位于四(si)川簡(jian)陽的沱(tuo)江大橋(qiao)是(shi)一座四(si)邊空間異(yi)型獨塔雙(shuang)索面非對稱混合梁斜拉(la)橋(qiao)，主橋(qiao)長455m，南(nan)北(bei)引橋(qiao)(qiao)、主(zhu)橋(qiao)(qiao)合計長(chang)度1010m。主(zhu)梁(liang)(liang)(liang)標準(zhun)寬(kuan)度68m，最寬(kuan)處(chu)位于主(zhu)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)梁(liang)(liang)(liang)固(gu)(gu)結(jie)(jie)區(qu)，寬(kuan)達(da)79m，是世界上(shang)在建的(de)(de)最寬(kuan)的(de)(de)斜拉(la)橋(qiao)(qiao)。該橋(qiao)(qiao)建造的(de)(de)技術難度較(jiao)大，體現在超寬(kuan)橋(qiao)(qiao)面(mian)導致的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)超大橫載，且(qie)塔(ta)(ta)柱承(cheng)擔全(quan)橋(qiao)(qiao)約(yue)90%荷載。為確保鋼混(hun)組合段(duan)及塔(ta)(ta)梁(liang)(liang)(liang)固(gu)(gu)結(jie)(jie)區(qu)域結(jie)(jie)構(gou)安全(quan)，塔(ta)(ta)梁(liang)(liang)(liang)固(gu)(gu)結(jie)(jie)段(duan)采用RPC(UHPC)制(zhi)成混(hun)凝土箱梁(liang)(liang)(liang)形式(shi)主(zhu)梁(liang)(liang)(liang)(見圖19)，位于上(shang)下塔(ta)(ta)柱之間，尺寸為49.4m×49m×4m。對RPC的(de)(de)力學性能要(yao)求(qiu)：抗(kang)壓強度≥140MPa，抗(kang)拉(la)強度≥7.5MPa，用量6560m³。經過前期大量試(shi)驗(yan)準備，該超大體積RPC結構在(zai)2023年8月19日順利澆筑完成。這是迄(qi)今世(shi)界上(shang)最大(da)的民用UHPC結構，由中(zhong)國鐵(tie)建(jian)大(da)橋局、中(zhong)建(jian)西部建(jian)設(she)研究院(yuan)和浙江固路交通科技施(shi)工。

鋼-UHPC桁(heng)架結構人行橋

2023年12月竣工(gong)(gong)(gong)的三逕(jing)村天橋(qiao)(qiao)(qiao)(廣(guang)(guang)州(zhou)(zhou)市增(zeng)(zeng)城區)是國內(nei)首座(zuo)鋼-UHPC組合桁(heng)架人行(xing)橋(qiao)(qiao)(qiao)，橋(qiao)(qiao)(qiao)面總(zong)(zong)寬度為4.5m(包(bao)括花槽)，主(zhu)橋(qiao)(qiao)(qiao)總(zong)(zong)長41.8m；兩(liang)側梯道(dao)的寬度為3.0m；橋(qiao)(qiao)(qiao)下凈高大于5.0m。主(zhu)橋(qiao)(qiao)(qiao)上(shang)下弦(xian)桿及橫(heng)梁采用(yong)UHPC，腹桿采用(yong)鋼結(jie)構；橋(qiao)(qiao)(qiao)面板(ban)采用(yong)預制UHPC混(hun)凝土(tu)橋(qiao)(qiao)(qiao)面板(ban)；鋼混(hun)節點(dian)采用(yong)PBL+栓釘(ding)組合連接鍵。鋼-UHPC組合桁(heng)架采用(yong)節段(duan)預制拼(pin)裝的方法(fa)進行(xing)施(shi)工(gong)(gong)(gong)，構件(jian)在(zai)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)預制并在(zai)現場吊(diao)裝拼(pin)接(見圖20)。該(gai)橋(qiao)(qiao)(qiao)由(you)廣(guang)(guang)州(zhou)(zhou)市增(zeng)(zeng)城區道(dao)路(lu)養護中(zhong)心(xin)投資、廣(guang)(guang)州(zhou)(zhou)市交通設計研究院(yuan)設計、廣(guang)(guang)州(zhou)(zhou)公(gong)路(lu)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)集團建造(zao)、中(zhong)路(lu)杜拉預制UHPC構件(jian)、廣(guang)(guang)東(dong)工(gong)(gong)(gong)業大學科技攻關(guan)(復雜節點(dian)構造(zao)、UHPC收縮、抗(kang)剪承載力等(deng))、廣(guang)(guang)州(zhou)(zhou)誠信公(gong)路(lu)建設監(jian)理(li)咨詢公(gong)司監(jian)理(li)。

 

圖20：鋼(gang)-UHPC組(zu)合(he)桁架(jia)人(ren)行橋(三逕村天橋)

橋梁伸縮(suo)縫安裝(zhuang)與快速維修

公路(lu)橋梁(liang)伸縮縫破損是運營期間(jian)極(ji)易發(fa)生的病(bing)害之一，且維(wei)修成本高、對(dui)交通通行影響較大。吉黑高速(全長151.6km)地處(chu)黑龍江(jiang)嚴寒環(huan)境，如何提升工程耐久(jiu)性(xing)是吉黑項目的重點(dian)攻關方向(xiang)。為提高橋梁伸縮縫耐久(jiu)性(xing)和(he)使用壽命(ming)，該項目在(zai)全線100m以上大橋伸縮縫使用UHPC安裝，中交二航武漢港灣(wan)新材料有(you)限公司施工。

收到“調(diao)查表”中，UHPC安裝橋梁(liang)伸縮(suo)(suo)縫的(de)(de)應(ying)用(yong)在增加，如浙江宏日泰耐克、上海(hai)瑞史坦環保(bao)科技等公(gong)司(si)分別在寧(ning)波、上海(hai)完成了一些采用(yong)UHPC安裝伸縮(suo)(suo)縫的(de)(de)工(gong)程(見圖21a)。這說明，采用(yong)UHPC提升(sheng)安裝橋梁(liang)伸縮(suo)(suo)縫的(de)(de)質量(liang)和使用(yong)壽命，越來越受到業界認可。此外，維修(xiu)現(xian)有損壞的(de)(de)伸縮(suo)(suo)縫，且快速維修(xiu)減少對交通的(de)(de)干擾，應(ying)用(yong)UHPC也是(shi)最佳方案。

 

圖21：橋梁伸縮(suo)縫(feng)安裝與快速維修(浙(zhe)江宏(hong)日泰耐克、廣州朋(peng)悅(yue)提供照片)

廣州洛溪大橋(qiao)伸縮縫維修限制(zhi)的總施(shi)工時(shi)間在7小時內，從晚上11點封路，第(di)二天早上6點必須開放(fang)交通(tong)。廣州朋悅建材應用自主(zhu)研發的快硬(ying)UHPC預混料(liao)，達(da)到了維(wei)修鋪裝后3小時開放(fang)交通(tong)的技術(shu)目標(見圖21b)。2023年還在中江高速海(hai)龍大橋、許廣高速、淇澳(ao)大橋等交通(tong)系統的快速維(wei)修中成功應用。

工字梁濕接縫UHPC小蓋板(免拆模板)

中(zhong)山(shan)市東環高速，設(she)計(ji)先張法工字梁之間的濕接(jie)縫寬50cm，是(shi)高(gao)處施工(gong)(gong)(gong)作(zuo)業安(an)全的關鍵風險點(dian)。為(wei)(wei)簡化橋面施工(gong)(gong)(gong)流(liu)程(cheng)、全面降低施工(gong)(gong)(gong)的安(an)全風險，保利長大四(si)公司創新性(xing)地(di)采用(yong)輕量化UHPC預(yu)制(zhi)(zhi)蓋板(100×63×2cm及100×85×2cm)作(zuo)為(wei)(wei)永久底模(mo)(免拆模(mo)板)進行橋面施工(gong)(gong)(gong)的新工(gong)(gong)(gong)藝。該項(xiang)目需使用(yong)UHPC預(yu)制(zhi)(zhi)蓋板約90萬(wan)塊，為(wei)(wei)此(ci)建立了自動(dong)化生(sheng)產(chan)線，產(chan)能(neng)100萬(wan)件(jian)/年，在(zai)2023年12月投產(chan)。此(ci)外，采用(yong)電動(dong)小(xiao)車(che)安(an)裝UHPC板，減少高(gao)空作(zuo)業人員，提高(gao)施工(gong)(gong)(gong)安(an)全性(xing)和效率(見圖22)。

 

圖22：工字梁濕接縫UHPC小(xiao)蓋板生產(chan)與安(an)裝(保利長大四公(gong)司提供照片)

2.建(jian)筑(zhu)應用

建筑(zhu)幕墻與外立(li)面(mian)

據不完(wan)全統計，2023年預(yu)制生產的UHPC建筑(zhu)幕墻和(he)外立面墻板超過36.8萬m²。UHPC材料提高了建筑幕墻(qiang)或外(wai)立面構(gou)件(jian)的(de)(de)設計制造自(zi)由度、安全性、輕量化(hua)和綠色(se)化(hua)程度，正在獲得(de)越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)應用(yong)。以下是完成或參(can)與單位通過“調(diao)查(cha)表”提供的(de)(de)2023年完成的(de)(de)部分項(xiang)目介(jie)紹(shao)及(ji)圖片(pian)。

華新億噸砂工廠(chang)配套(tao)的中控樓(lou)，采用UHPC鏤(lou)空板(ban)(ban)作(zuo)為(wei)建筑外立面(見圖23)。UHPC板(ban)(ban)尺寸為(wei)1.6m×1.4m，鏤(lou)空率(lv)為(wei)25%～30%。整體設計(ji)即不影響(xiang)玻璃(li)幕墻采光，又具有靈動的設計(ji)外觀。華新超可隆(long)供應UHPC預(yu)混料，湖(hu)北銘(ming)振古(gu)建公司預(yu)制(zhi)生產UHPC鏤(lou)空板(ban)(ban)。

 

圖23：華(hua)新億(yi)噸機制砂(sha)工(gong)廠(chang)中控室鏤空幕墻板(華(hua)新超可(ke)隆提供圖片)

上海臨港新(xin)片區規劃展示館位于(yu)滴水湖(hu)北島，設計理念是外觀融(rong)于(yu)自然。結合滴水湖(hu)周邊環境，采(cai)用UHPC幕(mu)墻(qiang)(qiang)材(cai)料來呈現云(yun)朵(duo)形狀的(de)裝飾(shi)立(li)面(mian)，通體白色(se)的(de)外立(li)面(mian)、S型弧(hu)線(xian)、云(yun)隨浪動，在波(bo)光粼粼的(de)湖(hu)面(mian)掩(yan)映中，以(yi)云(yun)朵(duo)的(de)建筑形式還原(yuan)“湖(hu)中云(yun)，云(yun)中城”的(de)畫卷(見圖24)。幕(mu)墻(qiang)(qiang)包含白色(se)UHPC單(dan)曲(qu)、雙曲(qu)、折(zhe)板，共計約10,000m²，上海(hai)砼(tong)創采用澆筑工(gong)藝成型(xing)生產。

 

圖(tu)24：上海臨(lin)港新片區規(gui)劃(hua)展示館(上海砼創提供圖片)

珠海(hai)三角島(dao)城市會(hui)客廳位于珠海(hai)市香洲區，地(di)處港(gang)珠澳三地(di)幾何中心。根據當地(di)地(di)理及氣候條件，城市會(hui)客廳建筑(zhu)外立面采(cai)用20mm厚的(de)UHPC平板(ban)(ban)(ban)、曲板(ban)(ban)(ban)、柱子等造型拼接而成(cheng)(見圖25)。依靠(kao)UHPC超高力學和耐(nai)久(jiu)耐(nai)候性(xing)能，抵抗(kang)海風鹽霧侵(qin)蝕，保護主體結構，遮擋陽光。白色UHPC平板(ban)(ban)(ban)、雙曲板(ban)(ban)(ban)總面(mian)積3300m²，上海砼創(chuang)采用(yong)澆筑工藝成型生產。

 

圖25：珠海三角島城市會客廳(上海砼(tong)創提供(gong)圖片)

華東師范(fan)大學鹽城實驗中(zhong)學9#樓教師培訓(xun)中心，是綠色智慧建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(新一(yi)代房(fang)屋)課題研究與示范工程(cheng)，按(an)綠色建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)三星級標(biao)準設計(ji)(見圖26)。技術(shu)目(mu)標(biao)包括：建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)能耗(hao)比《民用(yong)建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)能耗(hao)標(biao)準》本氣(qi)候區同類建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的約束值降(jiang)低(di)不少于30%，即(ji)建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)能耗(hao)不大于60kWh/m²；

碳排放比2005年基準值(zhi)降低(di)不少于45%；室內環境用戶滿意度高于75%；可再生循環材料使用率(lv)超過10%。該建筑由東南大學建筑設(she)(she)(she)計(ji)研究院設(she)(she)(she)計(ji)，EPC單位為中(zhong)交第(di)一航務工程勘察設(she)(she)(she)計(ji)院，一航局四公司(si)施工。共(gong)計(ji)使用了15,000m²的UHPC構件(jian)，最大(da)板(ban)塊尺(chi)寸為8000×2000×30mm，由浙江寶思博生產，2023年底完成了全部UHPC構件(jian)安(an)裝。

 

圖26：華東師(shi)范大(da)學鹽城(cheng)實(shi)驗中學9#樓(lou)教師(shi)培(pei)訓中心(浙江寶思博(bo)提(ti)供圖片)

2023年還完成了一些(xie)UHPC幕墻(qiang)(qiang)項(xiang)目(mu)，如杭州中控科技(ji)園區(qu)提(ti)升(sheng)改造(城市更新)項(xiang)目(mu)、江(jiang)陰(yin)國樂島項(xiang)目(mu)(見圖27)。此外，還有一批設計使用UHPC幕墻(qiang)(qiang)或(huo)墻(qiang)(qiang)板的(de)(de)工(gong)程正(zheng)在施工(gong)，將在明年的(de)(de)年度報告(gao)介紹。

 

圖27：中控科技(ji)園區(qu)提升改造和江陰(yin)國樂島項目UHPC幕墻(浙(zhe)江寶(bao)思博(bo)提供圖片)

結構構件及連接(濕接(jie)縫)

上海(hai)大歌劇院的造型取“中國扇”之意，建(jian)(jian)筑屋面(mian)如同一把展(zhan)開的中國扇，自然形成(cheng)螺旋樓梯(ti)，連接(jie)了地(di)面(mian)與天空。作為(wei)(wei)“扇柄”部分(fen)的室外(wai)螺旋樓梯(ti)設計(ji)為(wei)(wei)輕薄且無支撐(cheng)的結(jie)構(gou)(gou)形態，其整體懸挑(tiao)長(chang)度達30m，包(bao)含(han)15m的超長(chang)懸挑(tiao)梁板結(jie)構(gou)(gou)，且梁截(jie)面(mian)高度受建(jian)(jian)筑尺寸限制僅為(wei)(wei)725mm高，鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)等常規(gui)工藝很難實(shi)現(xian)此(ci)建(jian)(jian)筑形體，因此(ci)，核心區A區結(jie)構(gou)(gou)采用UHPC進行(xing)打造。該項(xiang)目由上(shang)海(hai)建(jian)(jian)工四(si)建(jian)(jian)承建(jian)(jian)，上(shang)海(hai)建(jian)(jian)工建(jian)(jian)材(cai)科技承擔螺旋樓梯(ti)UHPC懸挑(tiao)預制梁生產(見圖28)，2023年9月11日完(wan)成(cheng)了懸挑(tiao)樓梯(ti)UHPC濕接(jie)縫澆筑，將62根UHPC預制梁板連接(jie)成(cheng)為(wei)(wei)一體化結(jie)構(gou)(gou)的樓梯(ti)。

 

圖(tu)28：上海(hai)大歌劇院螺旋樓梯(ti)UHPC懸(xuan)挑預制(zhi)梁(liang)及安裝(上海(hai)建(jian)工建(jian)材科技和(he)濟寧(ning)聚豐提供(gong)圖片(pian))

桁(heng)架式(shi)屋架

岳陽市中(zhong)心醫院門診大廳的采光屋頂(ding)，由(you)7榀(pin)UHPC魚腹型桁架結構與玻璃屋面組合而成(見圖29)，單榀(pin)桁架構件長40.81m、高(gao)3.1m，構件厚度0.25m。屋架采(cai)光頂總面積約1300m²，總重量超過400噸。由(you)岳陽市城市建設工(gong)程有限公司承擔建設。

 

圖29：岳(yue)陽(yang)市(shi)中(zhong)心醫院門診大廳(ting)UHPC桁架屋架(圖片引自(zi)[15])

UHPC鋼筋桁架樓承板

收到的“調查表”中，有(you)多個企業介紹在2023年生產(chan)供應(ying)了UHPC鋼筋(jin)桁架樓承(cheng)板(見圖30)，包括漯河匯聯新型建材、廣(guang)州市政工程機械施工公司/中路杜拉、新疆(jiang)(jiang)展熠(yi)科技(ji)、浙江宏日泰耐(nai)克等。新疆(jiang)(jiang)展熠(yi)科技(ji)2023年生產(chan)的鋼筋(jin)桁架樓承(cheng)板總面積高達62,950m²。

 

圖30：UHPC鋼筋(jin)桁架樓承(cheng)板(漯河匯聯、新疆展熠提供圖片)

3.維修加固

建(jian)筑維修與加固

浙江(jiang)宏日泰耐克在2023年做了(le)兩個(ge)建筑(zhu)維(wei)修加固(gu)的成功嘗試。一個(ge)是(shi)上海某別(bie)墅使(shi)用UHPC維(wei)修和(he)加固(gu)，包括(kuo)地下(xia)室地坪和(he)側(ce)墻、屋(wu)面鋪設UHPC層加固(gu)和(he)防(fang)水，梁(liang)柱、樓板(ban)、陽臺板(ban)和(he)樓梯用UHPC進行(xing)加固(gu)，全面提升建筑(zhu)質量、安(an)全性(xing)(xing)和(he)耐久性(xing)(xing)。另一個(ge)是(shi)臨安(an)於潛鎮危舊(jiu)房(fang)維(wei)修改造，對原(yuan)有房(fang)屋(wu)進行(xing)整(zheng)體加固(gu)，利用了(le)UHPC的施工和(he)力學性(xing)(xing)能與既有混凝土結構優異的粘結性(xing)(xing)能，通過薄(bo)層澆筑(zhu)實現框架體系構建及樓層板(ban)的加固(gu)，有效改善房(fang)屋(wu)整(zheng)體性(xing)(xing)能(見圖(tu)31)。

憑借優異力(li)學性能(neng)、良(liang)好粘結能(neng)力(li)以(yi)及對(dui)舊結構的保護能(neng)力(li)，UHPC必將在危舊房(fang)加(jia)固(gu)改造、建筑(zhu)抗震(zhen)加(jia)固(gu)、城市(shi)更新等工程中(zhong)扮演重要角(jiao)色(se)。

 

圖(tu)31：別墅房和危(wei)舊房維修加固(gu)(浙江宏(hong)日泰耐(nai)克(ke)提(ti)供(gong)照(zhao)片(pian))

橋梁加固

新滘立(li)交橋位于(yu)華南快速干線(xian)一期，主(zhu)線(xian)分為左、右幅(fu)，上部結(jie)(jie)構均為普通鋼筋混凝土(tu)異(yi)型(xing)板(ban)(ban)(ban)連續結(jie)(jie)構。因(yin)地鐵隧道(dao)盾構下(xia)穿施工影響，造成橋墩沉(chen)降(jiang)，進(jin)而(er)引起橋梁上、下(xia)部結(jie)(jie)構、支座系(xi)統及橋面系(xi)的(de)(de)損傷。需要維(wei)修(xiu)加(jia)固(gu)的(de)(de)項(xiang)目(mu)較多，包括：沉(chen)降(jiang)樁基后壓(ya)漿加(jia)固(gu)、固(gu)結(jie)(jie)墩增大截面、蓋(gai)梁粘貼鋼板(ban)(ban)(ban)及增大截面、異(yi)形板(ban)(ban)(ban)底(di)板(ban)(ban)(ban)增大截面、支座更換、裂(lie)縫(feng)封閉等維(wei)修(xiu)項(xiang)目(mu)。其中，左右幅(fu)37～38#孔混凝(ning)土異型板(ban)板(ban)底采(cai)(cai)用UHPC進行(xing)增大截面加(jia)固，增大厚(hou)度為(wei)(wei)11cm，UHPC層中設置鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)網(wang)，通過(guo)植(zhi)筋(jin)(jin)(jin)與底板(ban)進行(xing)連接。板(ban)底加(jia)固采(cai)(cai)用低收縮、自然(ran)養護(hu)(hu)型UHPC，性能要求為(wei)(wei)：擴展度范圍為(wei)(wei)650～750mm，抗壓(ya)強度≥120MPa，抗拉強度≥5MPa。施工(gong)工(gong)藝流程(cheng)：施工(gong)準備→表面處理→植(zhi)入鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)→布(bu)置底板(ban)鋼(gang)(gang)筋(jin)(jin)(jin)→立模(mo)澆(jiao)注UHPC→UHPC養護(hu)(hu)(保濕養護(hu)(hu)14d)。板(ban)底加(jia)固UHPC用量為(wei)(wei)180m³，由廣東(dong)冠生(sheng)土木施工完成(見(jian)圖(tu)32)。

 

圖(tu)32：新滘立交橋混凝土(tu)板板底加固(廣(guang)東冠生土(tu)木提供照片)

順(shun)河高架是濟南(nan)(nan)市(shi)第一個(ge)城市(shi)高架橋，也(ye)(ye)是濟南(nan)(nan)南(nan)(nan)北向交(jiao)通(tong)的大動脈之一。由于(yu)服役年限較長，交(jiao)通(tong)量逐(zhu)年增加，預應力混(hun)凝土簡(jian)支空心板(ban)(ban)出現(xian)了病害，包括支點附近剪切(qie)裂縫，翼(yi)板(ban)(ban)、底板(ban)(ban)和腹板(ban)(ban)也(ye)(ye)有不同方向的裂縫。為減(jian)小對交(jiao)通(tong)的影響，進行(xing)維修加固的施工周期必須(xu)短，故采用梁端(duan)注入特(te)殊UHPC增大梁端截面，提高(gao)(gao)結構(gou)的(de)抗(kang)剪承(cheng)載(zai)能力。2023年3～5月(yue)大修加固的(de)對(dui)象(xiang)為跨徑18m～20m的(de)先張法(fa)空心板(ban)內(nei)外邊(bian)板(ban)。考(kao)慮到(dao)空心板(ban)梁端腹板(ban)剪切(qie)裂(lie)(lie)縫存在萌生(sheng)發展趨勢，對(dui)已出現及未(wei)出現梁端腹板(ban)斜裂(lie)(lie)縫的(de)同類板(ban)均(jun)進行(xing)加固。施(shi)(shi)工在夜間(jian)進行(xing)，晚上(shang)(shang)11點(dian)(dian)后封閉施(shi)(shi)工，早上(shang)(shang)6點(dian)(dian)開(kai)放(fang)(fang)交(jiao)通。所使用的(de)UHPC凝結時(shi)間(jian)約4小(xiao)時(shi)，8小(xiao)時(shi)強(qiang)度(du)可達20MPa，既保證了施(shi)(shi)工的(de)便利性，又具備(bei)高(gao)(gao)的(de)早期強(qiang)度(du)，實現了早高(gao)(gao)峰開(kai)放(fang)(fang)交(jiao)通的(de)目標。山東高(gao)(gao)速工程檢測公司(si)制備(bei)早強(qiang)UHPC和施(shi)(shi)工。

橋梁(liang)墩(dun)柱

五(wu)龍河(he)大橋(qiao)是(shi)威(wei)海-青島高速公路(lu)上(shang)的一(yi)座大橋(qiao)，2000年建成(cheng)通車。由于地(di)處濱海(hai)環境且服役年限(xian)較長(chang)，大橋(qiao)上(shang)下(xia)部(bu)結構出現(xian)裂縫、露筋(jin)、銹(xiu)脹等(deng)病害。此次，針對橋(qiao)墩的鋼(gang)筋(jin)銹(xiu)蝕、凍融等(deng)耐久性問題，采用(yong)外包UHPC進行維修(xiu)保護(見圖33)，山東(dong)高速工(gong)程檢測公司(si)施工(gong)。

 

圖33：五龍(long)河(he)大橋(qiao)橋(qiao)墩維修(xiu)保護(hu)(山東(dong)高速工程(cheng)檢(jian)測公(gong)司提供照(zhao)片)

橋(qiao)面(mian)、路(lu)面(mian)、地坪快速維修

廣(guang)州朋(peng)悅建材研發的快硬UHPC預混(hun)料(liao)，除了(le)用于橋梁伸縮縫快速維修，也用于混(hun)凝土橋面(mian)(mian)、路面(mian)(mian)和(he)地(di)坪(ping)的快速修補或罩面(mian)(mian)，最薄鋪裝厚度可低(di)至5mm，降低(di)了(le)維修的材料(liao)消耗(hao)。

4.其他(ta)應(ying)用

料倉(cang)隔倉(cang)板(ban)

傳統臨(lin)時建設場(chang)站的砂石(shi)料倉一(yi)般采用鋼(gang)筋混(hun)凝土及波形鋼(gang)板隔墻結構，項目(mu)結束后需破除且(qie)基本(ben)不能回(hui)收利用，缺乏綠(lv)色(se)經濟性。為此(ci)，保利長(chang)大四(si)公司(si)發展了(le)一(yi)種新型裝(zhuang)配式的鋼(gang)-UHPC組合隔墻結構，由工字鋼立柱和預(yu)制(zhi)UHPC隔倉(cang)板組裝(zhuang)而(er)成。這(zhe)種隔墻的(de)使用(yong)可(ke)大幅縮短臨建隔墻工程施(shi)工工期，且(qie)預(yu)制(zhi)UHPC隔倉(cang)板可(ke)重復安拆、周轉使用(yong)，是(shi)切實可(ke)行、降(jiang)本且(qie)增效的(de)新技術路徑。

 

圖(tu)34：臨建場站料倉隔墻用UHPC隔倉板(保利長大四(si)公司提供照(zhao)片)

管廊隔倉板

中(zhong)路杜拉(la)開發的管廊UHPC隔倉板(詳(xiang)見(jian)(jian)2021年報告(gao))，獲得(de)新的(de)應用(見(jian)(jian)圖35)。

 

圖35：管廊UHPC隔倉板(中(zhong)路杜拉提(ti)供(gong)照片(pian))

工業(ye)屋面瓦與(yu)墻面板

華新陽新億噸機制砂石(shi)工(gong)廠是(shi)全球最大、最先進(jin)的機制砂生產系統，生產流(liu)程短(duan)、運行穩、能力大，能耗低于行業平均的30%以上，配套建設了綠色(se)礦山和智慧(hui)物流(liu)。球形堆棚和生產(chan)線的封閉傳(chuan)統(tong)上采用玻璃纖維(wei)增強塑料板(ban)(ban)(玻璃鋼)，但耐候性(xing)不足，使(shi)用壽命較短。為此，華新超可隆使(shi)用UHPC材料開(kai)發和生產(chan)了高韌性(xing)、高耐久(jiu)的屋面(mian)瓦和墻面(mian)板(ban)(ban)產(chan)品，并在陽新億噸機制砂(sha)石(shi)項目上應(ying)用(見(jian)圖(tu)36)，總面(mian)積高達347,000m²。

 

圖36：UHPC工業屋面瓦與墻面板(華(hua)新超可隆提供照片)

垂直綠(lv)墻模塊、面板

廣州朋悅建材設計(ji)制作的垂直綠墻模塊/垂直綠(lv)墻模塊面板，為(wei)白色(se)清水UHPC裝飾結構一體化(hua)構件，既有(you)綠(lv)化(hua)和安(an)裝太陽能電池板功能，也同時具(ju)備圍墻的維護功能，見圖37。

 

圖(tu)37：垂直綠墻模(mo)塊、面板(廣(guang)州朋悅提供照(zhao)片)

樹(shu)圍

圖38是建華建材為南(nan)通(tong)崇川區平安(an)路美麗街(jie)道改造工程制作的UHPC樹圍(wei)。

 

圖(tu)38：UHPC樹圍(建華(hua)建材(cai)提供照片)

此外，UHPC蓋(gai)(gai)板(ban)、井(jing)蓋(gai)(gai)類產品(pin)，因具有輕質高強、開(kai)啟方(fang)便、耐腐蝕、免(mian)維護、使用壽命長等優點，正(zheng)在獲得(de)越來越多的(de)應用。特別是在腐蝕性(xing)環境或覆蓋(gai)(gai)寬度(du)較大溝(gou)槽，UHPC蓋(gai)(gai)板(ban)的(de)技術經濟優勢較高。

五、UHPC的技術交流

1.CCPA-UHPC分會(hui)(hui)組織(zhi)召(zhao)開(kai)“首屆全國(guo)UHPC技(ji)術發(fa)展與創新應用(yong)大會(hui)(hui)”

該大會原(yuan)計劃在2022年舉辦，因疫情兩(liang)次(ci)推遲，最終于(yu)2023年3月(yue)(yue)2-4日(ri)在佛(fo)山(shan)舉辦。大(da)會(hui)以(yi)“新(xin)標準、新(xin)技術(shu)、新(xin)應用促(cu)新(xin)發展，UHPC筑建美麗中(zhong)國(guo)”為(wei)主題(ti)，邀約了(le)38個專(zhuan)題(ti)技術(shu)報告(gao)，組織了(le)2場(chang)圓桌對話和“致敬巴赫先生(sheng)”活動(dong)，來自二(er)十多(duo)個省市自治區的(de)設計單位(wei)(wei)、施工單位(wei)(wei)、原材料(liao)與(yu)設備(bei)企(qi)業、制品企(qi)業、科研院(yuan)所、高校(xiao)的(de)六百多(duo)位(wei)(wei)專(zhuan)家、學者、企(qi)業家、技術(shu)人(ren)(ren)員等參加了(le)會(hui)議，首屆大(da)會(hui)圓滿成功舉辦。會(hui)后，經征詢大(da)會(hui)各位(wei)(wei)報告(gao)人(ren)(ren)的(de)意愿(yuan)，2023年5月(yue)(yue)至7月(yue)(yue)陸續(xu)在“混凝土(tu)和UHPC”微信(xin)公眾號上(shang)發布了(le)獲得許(xu)可的(de)29個報告(gao)視頻或(huo)PPT或(huo)視頻+PPT。

2.CCPA-UHPC分會的科普(pu)與信息交流

在“混(hun)凝(ning)土和UHPC”微信公眾號上發(fa)(fa)布UHPC相關推文，包(bao)括UHPC科普(pu)文、工程應(ying)用案例、技術文獻、行業發(fa)(fa)展信息等。2023年1月(yue)以三次連載(zai)方式發(fa)(fa)布“2022年中國超高性能(neng)混(hun)凝(ning)土(UHPC)技術與應(ying)用發(fa)(fa)展報告”。

2023年6月，分會(hui)(hui)(hui)秘書長趙筠前往(wang)美(mei)國(guo)，參加“第三(san)屆(jie)超高性(xing)(xing)能混凝(ning)土互動國(guo)際(ji)研(yan)討會(hui)(hui)(hui)”(Third International Interactive Symposium on Ultra-High Performance Concrete，簡稱UHPC 2023，2023年6月4～7日在(zai)美(mei)國(guo)特拉華州威爾明(ming)頓市召開)。會(hui)(hui)(hui)后撰寫“超高性(xing)(xing)能混凝(ning)土(UHPC)標準化(hua)、研(yan)究(jiu)與應用新(xin)進展”(分兩次發布在(zai)微(wei)信公(gong)眾號上)，介紹(shao)國(guo)際(ji)上UHPC技術(shu)、應用與標準的最新(xin)發展情況。

2023年(nian)8月5日，分(fen)會(hui)秘(mi)書長(chang)趙筠在佛山舉辦(ban)的“全國(guo)UHPC(S-UHPC)橋梁建設技術交流(liu)會(hui)”上做(zuo)了題(ti)為“UHPC的過去、現在和未(wei)來”報告。

3.2024年(nian)將開展的重(zhong)要UHPC技術交流與競賽活動

在CCPA行業大(da)會期間(2024年5月(yue)31日(ri)～6月(yue)2日(ri)，南京國(guo)際博覽中(zhong)心(xin))組織舉(ju)辦(ban)“第三屆全(quan)國(guo)UHPC設計定制大(da)賽”，舉(ju)辦(ban)“第二屆UHPC預混料及專用外加劑大(da)賽”，舉(ju)辦(ban)“第四屆超高性能水泥(ni)基材料與(yu)應用技術(UHPC)論壇(tan)”。

在2024年四季度，舉辦(ban)“第(di)二屆全國UHPC技術發展與(yu)創新應用(yong)大會”。

第六屆德國(guo)系列UHPC國(guo)際研討會(hui)“HiPerMat 2024”將于2024年(nian)3月6～8日(ri)在德(de)國(guo)Kassel市(shi)舉辦(ban)。中國(guo)混凝土(tu)與(yu)水泥制(zhi)品協會(hui)將組團赴德(de)國(guo)參會(hui)，之后在德(de)國(guo)、荷蘭、比利時(shi)三國(guo)交流與(yu)調研UHPC及相關行業的(de)發展(zhan)。

第四屆法國(guo)系列國(guo)際研討會(hui)“UHPFRC 2024”將于2024年10月(yue)21～23日在法(fa)國Menton市(shi)舉辦。德國和法(fa)國兩個系列研討會是(shi)國際(ji)上重要的UHPC技術(shu)交流活動。

六、UHPC的未來發(fa)展(zhan)

2023年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)(guo)在(zai)(zai)UHPC領域的(de)(de)多個方面取得(de)重要進(jin)展(zhan)，發(fa)展(zhan)勢(shi)頭良好(hao)(hao)，UHPC的(de)(de)價值也被(bei)更好(hao)(hao)地認識到，并(bing)得(de)到越(yue)來(lai)越(yue)多、越(yue)來(lai)越(yue)好(hao)(hao)地利用(yong)。那么，UHPC未(wei)來(lai)會有(you)怎樣的(de)(de)發(fa)展(zhan)？在(zai)(zai)美(mei)(mei)國(guo)(guo)UHPC 2023國(guo)(guo)際研討會上，加拿(na)大V.H.(Vic) Perry先生作出了判斷“The Future of Ultra-High Performance Concrete(UHPC的(de)(de)未(wei)來(lai))”[16]。他使用(yong)喬布(bu)斯(si)(Steve Jobs)的(de)(de)書(shu)中(zhong)所提供的(de)(de)突破性技術市(shi)場發(fa)展(zhan)基(ji)本規(gui)律——S形發(fa)展(zhan)曲(qu)線，預(yu)測UHPC市(shi)場發(fa)展(zhan)，認為“到2040年(nian)(nian)，全球(qiu)對(dui)UHPC材(cai)料的(de)(de)需求估(gu)計每(mei)年(nian)(nian)為1000億美(mei)(mei)元；基(ji)于UHPC的(de)(de)工程建(jian)設，整體(ti)行業規(gui)模可(ke)達(da)每(mei)年(nian)(nian)1萬(wan)億美(mei)(mei)元”(見圖39)。

 

圖39：全球UHPC市(shi)場發(fa)展預測[16]

UHPC具備技(ji)術(shu)突(tu)破性(xing)與重大(da)進步的(de)特征(zheng)，例如，UHPC使水(shui)泥基材料的(de)力(li)學性(xing)能和(he)耐久性(xing)有(you)了(le)(le)(le)跨越(yue)式(shi)提(ti)高(gao)，并擁(yong)有(you)獨(du)特的(de)韌(ren)性(xing)性(xing)能，能很好(hao)解決混(hun)凝土結(jie)構(gou)和(he)鋼結(jie)構(gou)的(de)“痛點”和(he)“瓶頸(jing)”難(nan)題；UHPC既能使新建工程結(jie)構(gou)耐久性(xing)及(ji)免維護服(fu)役壽命呈倍數提(ti)高(gao)，也能較(jiao)完善(shan)地(di)修復和(he)保護老化或有(you)缺陷工程結(jie)構(gou)，使老結(jie)構(gou)繼續長期安(an)全(quan)地(di)服(fu)役；UHPC大(da)幅度(du)提(ti)升了(le)(le)(le)水(shui)泥和(he)鋼材的(de)使用效率，使工程建設產生(sheng)的(de)碳排(pai)放、資源消耗(hao)、環(huan)境(jing)友(you)好(hao)、可(ke)持(chi)續發展(zhan)(zhan)等(deng)環(huan)境(jing)指標(biao)上了(le)(le)(le)新的(de)臺階，等(deng)等(deng)。因此，可(ke)以相信UHPC市(shi)(shi)場(chang)會(hui)遵循(xun)S形發展(zhan)(zhan)規律，并且UHPC也會(hui)擁(yong)有(you)如圖39所示(shi)的(de)巨(ju)大(da)市(shi)(shi)場(chang)發展(zhan)(zhan)空間。現在(zai)正處于UHPC市(shi)(shi)場(chang)穩(wen)步增長期，未來(lai)會(hui)進入高(gao)速(su)發展(zhan)(zhan)期，市(shi)(shi)場(chang)接近飽和(he)后(hou)發展(zhan)(zhan)又將變的(de)平緩。

現(xian)在(zai)預測未來的(de)難(nan)點，是什么時(shi)候UHPC會進入高速發展期(qi)(S形(xing)曲(qu)線中(zhong)段)？Perry先生預測(ce)是大約在10年后，有這個可(ke)能性，前提是能將(jiang)UHPC材料和應用(yong)技術做好(hao)做扎實，把(ba)標(biao)準規范(fan)和市(shi)場發展好(hao)，少走彎路。為此，還(huan)需(xu)要(yao)付出巨大努力！

最后，借(jie)用在美(mei)國(guo)UHPC2023國際研討會上，法國F.Toutlemonde先生(sheng)所做(zuo)(zuo)報告的(de)總結(jie)詞：“UHPC is fantastic but not automatic…”(UHPC很美好(hao)但不會自動(dong)呈(cheng)(cheng)現它的(de)美…)。也就是(shi)說(shuo)，我(wo)們要把(ba)UHPC材(cai)料(liao)制備好(hao)、結(jie)構設計(ji)好(hao)，并做(zuo)(zuo)好(hao)預制構件生(sheng)產和現澆施工的(de)每一個細節，UHPC的(de)美才(cai)會呈(cheng)(cheng)現在我(wo)們面前。

致謝(xie)

衷心感謝湖(hu)南大學邵旭東教授、鼎興土木(mu)馬(ma)玉全博士為本報(bao)告提(ti)供文(wen)字(zi)材料和(he)圖片(pian)，感謝下列企業為本報(bao)告提(ti)供的支(zhi)持和(he)信息(以收到調(diao)查表時(shi)間(jian)為序)。

廣東蓋特奇新材料科技(ji)有限公司(si)

保利長大(da)工(gong)程(cheng)有限公司第二和第四(si)分公司

湖南明湘科(ke)技發展有限公司

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漯河(he)匯聯新型建(jian)材科技有限(xian)公(gong)司

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北京駐地新材(cai)料(liao)科技有限公司

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參考文獻

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