超高性能混凝土獲產業化成功應用

超高性能混凝土獲產業化成功應用

我國研發成功全球最結實強韌混凝土抗壓強度媲美航母甲板

歷時15年，從理論基礎到工程實踐，投資近1億元，湖南大學和湖南明湘科技發展有限公司（下稱“明湘科技”）終于實現超高性能混凝土的產業化應用。日前，世界首座全預制拼裝超高性能混凝土橋梁（該橋位于長沙市開福區橫四路，以下簡稱“橫四路橋”）正式建成通車。“這座橋的竣工，在我國超高性能混凝土工程應用領域是一個飛躍。”中國工程院院士陳政清如此評價。

從上世紀90年代國外將這種高性能材料首次應用于核電站工程，到如今在中國漸漸走入民用市場，超高性能混凝土正一步步摘下神秘面紗，或將迎來產業化發展的引爆點。

日前，在濕冷的湘江之濱，中國工程院院士聶建國、陳政清，中國混凝土和水泥制品協會秘書長曾慶東等我國結構工程與建筑材料領域的專家，在寒風中見證第三代混凝土投入應用。

“從性能來講，混凝土的發展可以說經過了普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土這三個階段。”湖南大學土木工程學院教授方志介紹，超高性能混凝土有諸多獨一無二的特性，通俗來說，這是全球最結實、最強韌的一種混凝土。

“湖南大學從2000年開始研究超高性能混凝土，是國內研究最早的團隊之一。橫四路橋是第一次工程示范項目。”方志教授稱。

據了解，全長74米的橫四路橋原設計的普通混凝土橋梁方案有7個橋墩，主跨為16米、高跨比為1/12；采用超高性能混凝土后，橋墩減少到了兩個，主跨增加到36.8米，路面沒有橋墩。

同時，因橋梁上部結構重量減輕了近三分之一，“小蠻腰”造型的橋墩最纖細處僅僅60厘米，贏得聶建國院士點贊：“這是我國材料研究與工程結構研究相結合的一個典范。”

抗壓強度高是超高性能混凝土最突出的一個特點。“我們已經研發出抗壓強度達400兆帕的超高性能混凝土材料。400兆帕是什么概念呢？一般房屋墻體的混凝土強度在30兆帕左右，高層建筑所用混凝土的強度大約是50～60兆帕，航空母艦甲板用的鋼板抗壓強度也只有300～350兆帕。”超高性能混凝土兩項國家發明專利獲得者——明湘科技董事長吳羅明介紹。

據了解，在超高性能混凝土中，石頭和河砂已銷聲匿跡，其骨料最大粒徑不超過1毫米。高密實度，也保證了其極強的防滲漏性能，保證了其耐久性。吳羅明說，超高性能混凝土的氯離子滲透性是高強混凝土的1/25。這也就意味著，在強腐蝕性氯離子橫行霸道的海水中，如果使用超高性能混凝土作為船舶、艦艇的船體材料，相當于穿上防腐鎧甲。

事實上，因其防滲漏性能強，超高性能混凝土于20世紀90年代在法國問世之初，就是用于制作核反應堆廢料存儲容器。

有別于普通混凝土，因其材料的特殊性，超高性能混凝土不能在現場澆筑，而是采用工廠預制的方式。聶建國院士指出，其應用屬于建筑工業化的一個分支。

吳羅明對記者稱，橫四路橋從主梁到橋墩，整座橋全部在工廠預制完成，現場安裝就像搭積木一樣簡單，“整個拼裝過程只花了10個小時，沒有粉塵，噪音也不大”。

聶建國院士指出，超高性能混凝土的適應面很寬，將來可拓展到防護工程、地下工程，“尤其是下水井蓋、地下管網，用鑄鋼材料容易被盜，混凝土材料就沒這種問題。”

盡管如此，聶建國院士指出，大規模推廣超高性能混凝土仍然面臨不少障礙。他表示，有效的技術都是簡單的，規模化生產之后，超高性能混凝土的工程造價更低，結構設計更簡單，“如果農民工也能用超高性能混凝土做出很好的結構，就能很快獲得推廣”。

來源：中國技術市場報