文 / 山東省高速養(yǎng)護集團有限公司 胡信平 周靜 胡龍飛

UHPC超高性能混凝土應用于本世紀初，經(jīng)過二十多年來的發(fā)展技術已經(jīng)很成熟。UHPC物理特征優(yōu)異，稱為三十年來混凝土材料領域內最重大的發(fā)現(xiàn)，被譽為混凝土材料皇冠上的明珠?！冻咝阅芑炷粒║HPC)技術要求》標準，是由中國工程建設標準化協(xié)會于2020年9月28日頒布的施工標準化文件，于2021年2月1日施行。該標準已經(jīng)完善和頒行，而現(xiàn)場施工、預制施工構件等相關技術的專用生產(chǎn)施工設備或機具目前還處于開發(fā)或改進完善階段。UHPC材料制備成本較高，其結構設計和施工相對復雜，目前應用技術的發(fā)展的成熟程度相對較低有關，應用規(guī)模較小也是其價格較高的原因。而也正是由于其價格高昂施工工藝復雜，至目前一直是大型橋梁、大型建筑屋頂、異交性橋面結構、高鐵建設等高端項目應用，很難飛入尋常百姓家。

前言

超高性能混凝土 ultra high performance concrete簡稱UHPC，是由水泥、摻合料、骨料、增強纖維、外加劑和水等原材料制成的具有超高力學性能、超高抗侵蝕性介質滲透性能兼具改善脆性特征的水泥基復合材料。這種材料被廣泛應用于預制混凝土橋面板等高強度連接結構，鋼橋面鋪裝，房建中的薄壁陽臺與樓梯，鏤空幕墻房建設施，公路交通中加固梁板柱、道路路面、錨固橋梁伸縮縫，以及市政工程的耐腐蝕污水設施及管道，高鐵電纜溝蓋板等。由于其價格高昂，施工工藝苛刻，超高混凝土的應用領域都是一些高大上的項目。有些公司還因此神話或神秘化其材料配方、施工工藝，故意使其蒙上一層面紗，讓普通工程人員摸不清其真實的造價成本，望而卻步。

UHPC在錨固雨污水井蓋中的應用

濟青高速北線章丘下道口，延長線與S241省道并線，通行魏橋創(chuàng)業(yè)、鋁電、紡織、晉煤化工、圣泉集團等大型工業(yè)企業(yè)十幾家，進出車輛均為重型貨運卡車，該省道部分穿過刁鎮(zhèn)城區(qū)，由市政道路改擴建而成。原有雨污水管道設計在路中央，雨污水井蓋的錨固用普通混凝土，經(jīng)反復碾壓破碎嚴重。由混凝土碎裂帶來的井蓋下陷、翹邊等問題，嚴重影響路的通行速度危及交通安全，基本上每半年就需要重新修繕一次，帶來交通堵塞，費用提升，業(yè)主、周邊群眾意見很大。因此向業(yè)主推薦用UHPC超高混凝土作為錨固材料來修復井蓋。

1.開挖清理基坑

基本按照原有施工痕跡開挖基坑，由于該項目已被修繕多次，錨固邊界清晰。開挖后將渣土清除，露出基坑，用高壓水清理工作面。工作面以井蓋中心作半徑55cm～70cm不一，基坑深度15cm～30cm不等。

2.吊桿定位找平

將重型雨污水井蓋用懸掛可調式吊桿定位找平，井蓋面與路面平齊。井蓋承重部與污水口連接部用薄塑料或薄金屬連接圍繞，作為內模板，縫隙用泡沫膠堵住，防止漏漿。

3.制作鋼筋籠

現(xiàn)場制作鋼筋籠架，深度小于18cm的工作面可以直接分層澆筑UHPC混凝土，深度大于18cm的要制作鋼筋籠架。

4.UHPC材料制作

由于基坑較小，每次澆筑的方量不大，使用立式攪拌鍋，380V發(fā)電機作為動力源。

施工時井蓋要遮蓋，廢棄料灑落至井蓋后如果不能及時清理，其超強的硬度且?guī)в袖摾w維，很難清除，影響整體美觀?；舆吘壒酀{不飽滿處，刮平或者用木板輕拍震平，嚴禁振搗，收面時嚴禁灑水。UHPC具有初凝快，終凝強的特性，一般10℃以上的環(huán)境中，12小時就可以達到設計抗壓強度的60%以上，普通通行無礙。該施工的主要目的是利用UHPC材料較高的抗壓強度，要求的坍落度擴展較低，自流平布滿整個坑槽困難，宜分層澆筑，這也符合《技術要求》標準的規(guī)定。標準的要求如下：成型。超高性能混凝土試件的成型應符合以下規(guī)定：當拌合物擴展度小于650mm時，宜進行分層澆筑，每層厚度不宜大于50mm，每層澆筑后，宜采用橡膠錘輕敲側模。

UHPC在修補混凝土地坪中的應用

1.材料及配比

膠凝材料。上海復培新材料科技有限公司，型號：UHPC P150，包裝：噸袋包裝。數(shù)量：1000kg/包。

粗骨料，水洗玄武巖，型號：0mm～3mm，數(shù)量：100kg，型號：3mm～5mm，數(shù)量：250kg。

泰安產(chǎn)鍍銅鋼纖維，型號：Φ0.1mm，長度：25mm，數(shù)量：40kg。

模板：方型木條。型號：2cm×2m。

鋼筋栓釘。型號：帶肋鋼筋自制，Φ10mm×23cm，頂部按照20：3的比例彎成直角，3cm部分被扁成5mm左右厚度。

自來水，90kg。

機械：0.8m×2的車載臥式軸攪拌罐車一臺，該設備配3000kg直臂隨車吊一臺。

2.施工步驟

按照原有地坪切縫線劃分施工區(qū)域，單塊施工面積4.5m×5m，約等于22.5m2，罩面厚度2cm。

選取2017年4月～2018年3月進入我院兒科并患有流行性感冒的患兒54例作為研究對象，將其均分為對照組和實驗組，各27例。其中，對照組男13例，女14例，年齡3～14歲，平均（8.5±3.1）歲，患病時間3～7 d，平均（5±2.0）d，采取常規(guī)管理；實驗組男11例，女16例，年齡2～13歲，平均（7.5±2.8）歲，患病時間2～7 d，平均（4.5±2.1）d，采取細節(jié)管理。觀察患兒年齡與患病時無明顯差異，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

電錘鉆孔Φ10mm，深度20cm，植入鋼筋栓釘。鋼筋栓釘拐部距地面1cm空隙。鋼筋栓釘植入密度可根據(jù)道路交通要求調節(jié)。

本項目密度是50cm×50cm，植入鋼筋的目的是加強新舊混凝土結合，盡管UHPC混凝土有較強的粘結力，不易形成空鼓。但還是留有1cm空隙方便混凝土灌入，最終目的防止新罩面層滑移。

3.高壓水沖洗工作面

沖洗后保持工作面內干凈濕潤，但不留明水。

4.UHPC超高混凝土制作過程

高壓水清洗拌鍋，排干鍋內水分。

將1000kg膠凝材料倒入拌鍋內干攪拌1min，使膠凝材料變得松散，我們稱為“醒料”。

分批次加入90kg水，嚴格控制水膠比，水與膠凝材料的比為9：100。攪拌5min，膠凝材料充分水化拌鍋內呈現(xiàn)糊狀。

1.鋼纖維的特點，添加數(shù)量和添加時間問題

鋼纖維主要用于提高材料的延性和抗拉性能，由于長纖維容易相互搭接，降低拌合物的流動性能，故不宜使用長度超過30mm的鋼纖維，而通常采用長度25mm以下的超細鋼纖維?！都夹g要求》中對纖維要求如下：條款5.4.1超高性能混凝土宜優(yōu)先采用長度為6mm～25mm、直徑為0.10mm～0.25mm、抗拉強度不低于2000MPa的微細鋼纖維。鋼纖維對UHPC制備便捷性和抗壓性能方面差別不大，改變纖維長度和增加纖維長徑比可以改善UHPC的受彎性能。

2.用水量問題

UHPC獲得超高強度的先決條件，是獲得高密實度的基本混凝土或者砂漿。它是通過把充分分散的超細顆粒（硅灰）填充在水泥顆粒堆積體系的空隙中，以此實現(xiàn)膠凝材料體系顆粒堆積致密性和非常低的水膠比，從而最終使UHPC基本混凝土或砂漿具備超高壓強度。

UHPC膠凝材料中含有超細活性粉末，它的特性表現(xiàn)為顆粒粒徑小，可以填充較粗的膠凝材料顆粒之間的空隙，改善拌合物的流變性，減少用水量，在足夠的活性反應后有效提高UHPC的強度。為減少孔隙率，UHPC的用水量很低，但是過低的用水量也會造成拌合物的流動性變差，使氣泡不易排出從而導致材料的強度下降。

3.粗骨料地添加問題

UHPC獲得超高強度的另一條件是通過調整混凝土的粗細粒料，降低水膠比，運用致密堆積理論，達到改善混凝土內部的微結構，降低內部缺陷的目的?；炷潦歉飨虍愋圆牧希橇显谒酀{中起骨架作用，骨料的硬度高于水泥漿的硬度。據(jù)參考文獻，Richard等人在制備 RPC時，用粒徑為400μm的石英砂充當粗骨料，最大骨料的粒徑減小了50倍，使得混凝 土中的微裂縫尺寸大幅度降低，同時骨料粒徑的減小，使自身存在缺陷的幾率也降低，從而充分減少了混凝土各向異性的問題。

4.養(yǎng)護的問題

《技術要求》對養(yǎng)護的規(guī)定如下：養(yǎng)護。超高性能混凝土試件的養(yǎng)護應符合以下規(guī)定：試件成型后，應立即在試模表面覆蓋塑料薄膜，避免水分散失；自然養(yǎng)護類超高性能混凝土試件應按GB/T 50081的規(guī)定進行標準養(yǎng)護，無特殊條件的情況下養(yǎng)護齡期應為28d。 自流平功能完成后，超高混凝土表面形成一層“膠膜”，這也是其異于普通混凝土的特點。如果過早覆蓋塑料薄膜，薄膜與未充分凝固的膠膜發(fā)生摩擦，容易破壞這層保護膜，光面形成不好。

實踐中，如果天氣無雨，2-4小時后待膜面硬化后，再行覆膜，這當然要結合氣溫與濕度綜合考慮。不覆膜養(yǎng)生不行，這會造成混凝土表面干縮太快，易形成皺紋和裂縫。養(yǎng)生不宜用土工材料覆蓋，土工材料覆蓋后必然要灑水，而水與超高混凝土表面接觸析出氫氧化鈣、硅酸鹽等物質，造成鹽分結晶聚集表面，影響強度及美觀。

結語

隨著交通量的增大，普通強度的混凝土日益顯示出其弱點和不足。普通水泥混凝土的拉彎和抗疲勞性能較低，基本上是脆性材料，受到外界濕度溫度變化時，引起的熱脹冷縮較大，所以還有抗收縮抗剝落能力較低等缺陷和不足。UHPC高強混凝土作為基礎材料完美地克服了上述缺點，有著收縮開裂小、漿體高度穩(wěn)定、很好的粘結強度及力學性能，高強的表面硬度和力學性能，以及優(yōu)良的耐久、耐候、耐腐蝕性能。UHPC制備成本相對較高，結構設計和施工相對復雜，目前應用技術發(fā)展的成熟度較低。