超高性能混凝土獲產(chǎn)業(yè)化成功應(yīng)用

我國(guó)研發(fā)成功全球最結(jié)實(shí)強(qiáng)韌混凝土抗壓強(qiáng)度媲美航母甲板

歷時(shí)15年，從理論基礎(chǔ)到工程實(shí)踐，投資近1億元，湖南大學(xué)和湖南明湘科技發(fā)展有限公司（下稱“明湘科技”）終于實(shí)現(xiàn)超高性能混凝土的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。日前，世界首座全預(yù)制拼裝超高性能混凝土橋梁（該橋位于長(zhǎng)沙市開福區(qū)橫四路，以下簡(jiǎn)稱“橫四路橋”）正式建成通車?！斑@座橋的竣工，在我國(guó)超高性能混凝土工程應(yīng)用領(lǐng)域是一個(gè)飛躍?！敝袊?guó)工程院院士陳政清如此評(píng)價(jià)。

從上世紀(jì)90年代國(guó)外將這種高性能材料首次應(yīng)用于核電站工程，到如今在中國(guó)漸漸走入民用市場(chǎng)，超高性能混凝土正一步步摘下神秘面紗，或?qū)⒂瓉懋a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的引爆點(diǎn)。

日前，在濕冷的湘江之濱，中國(guó)工程院院士聶建國(guó)、陳政清，中國(guó)混凝土和水泥制品協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)曾慶東等我國(guó)結(jié)構(gòu)工程與建筑材料領(lǐng)域的專家，在寒風(fēng)中見證第三代混凝土投入應(yīng)用。

“從性能來講，混凝土的發(fā)展可以說經(jīng)過了普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土這三個(gè)階段?！焙洗髮W(xué)土木工程學(xué)院教授方志介紹，超高性能混凝土有諸多獨(dú)一無(wú)二的特性，通俗來說，這是全球最結(jié)實(shí)、最強(qiáng)韌的一種混凝土。

“湖南大學(xué)從2000年開始研究超高性能混凝土，是國(guó)內(nèi)研究最早的團(tuán)隊(duì)之一。橫四路橋是第一次工程示范項(xiàng)目?！狈街窘淌诜Q。

據(jù)了解，全長(zhǎng)74米的橫四路橋原設(shè)計(jì)的普通混凝土橋梁方案有7個(gè)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(gè)，主跨增加到36.8米，路面沒有橋墩。

同時(shí)，因橋梁上部結(jié)構(gòu)重量減輕了近三分之一，“小蠻腰”造型的橋墩最纖細(xì)處僅僅60厘米，贏得聶建國(guó)院士點(diǎn)贊：“這是我國(guó)材料研究與工程結(jié)構(gòu)研究相結(jié)合的一個(gè)典范?！?/p>

抗壓強(qiáng)度高是超高性能混凝土最突出的一個(gè)特點(diǎn)?！拔覀円呀?jīng)研發(fā)出抗壓強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)度在30兆帕左右，高層建筑所用混凝土的強(qiáng)度大約是50～60兆帕，航空母艦甲板用的鋼板抗壓強(qiáng)度也只有300～350兆帕?！背咝阅芑炷羶身?xiàng)國(guó)家發(fā)明專利獲得者——明湘科技董事長(zhǎng)吳羅明介紹。

據(jù)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(shí)度，也保證了其極強(qiáng)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(qiáng)混凝土的1/25。這也就意味著，在強(qiáng)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(dāng)于穿上防腐鎧甲。

事實(shí)上，因其防滲漏性能強(qiáng)，超高性能混凝土于20世紀(jì)90年代在法國(guó)問世之初，就是用于制作核反應(yīng)堆廢料存儲(chǔ)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(xiàn)場(chǎng)澆筑，而是采用工廠預(yù)制的方式。聶建國(guó)院士指出，其應(yīng)用屬于建筑工業(yè)化的一個(gè)分支。

吳羅明對(duì)記者稱，橫四路橋從主梁到橋墩，整座橋全部在工廠預(yù)制完成，現(xiàn)場(chǎng)安裝就像搭積木一樣簡(jiǎn)單，“整個(gè)拼裝過程只花了10個(gè)小時(shí)，沒有粉塵，噪音也不大”。

聶建國(guó)院士指出，超高性能混凝土的適應(yīng)面很寬，將來可拓展到防護(hù)工程、地下工程，“尤其是下水井蓋、地下管網(wǎng)，用鑄鋼材料容易被盜，混凝土材料就沒這種問題?！?/p>

盡管如此，聶建國(guó)院士指出，大規(guī)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(shù)都是簡(jiǎn)單的，規(guī)模化生產(chǎn)之后，超高性能混凝土的工程造價(jià)更低，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，“如果農(nóng)民工也能用超高性能混凝土做出很好的結(jié)構(gòu)，就能很快獲得推廣”。

來源：中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào)