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山泰带您回顾UHPC的历史发展

山泰带您回顾UHPC的历史发展

作者:
大连泰山新实业有限公司
来源:
大连泰山
发布时间:
2019/12/16
浏览量
【摘要】:
国内UHPC主题的报告数量明显增多,从一个侧面体现了中国UHPC研究应用的勃勃生机。

国际上和中国UHPC技术与应用发展,至今的大事年表如下图所示。UHPC发明的标志是丹麦Hans Henrik Bache 先生1979年申请第一个专利以及他建立DSP理论,至今年正好是40年。在上世纪八十年代,丹麦开展了UHPC材料与应用研究。当时UHPC被称作Ny Beton(新型混凝土)、CRC(Compact Reinforced Composite密实增强复合材料,即R-UHPC或纤维和钢筋增强水泥基复合材料),以及Densit®商标的商业化UHPC预混料产品。上世纪九十年代,法国是UHPC研究发展最活跃的国家。其中,法国多个企业参加的“活性粉末混凝土”(Reactive Powder Concrete,简称RPC)研究项目,发表了系列研究论文使RPC或UHPC在世界范围获得重视和研究发展。法国最早开展UHPC的标准化工作,到2018年颁布了完整系列的UHPC材料、设计和施工标准。

UHPC(超高性能混凝土)名称是1994年法国学者建议的,因能更好表达这种超高性能水泥基纤维增强材料的优越性能,逐步被广泛接受和采用。法国、瑞士和德国自己语言的名称是“超高性能纤维增强混凝土”(法语简称为BFUP、德语为UHFB,等同英语简称UHPFRC – UltraHigh Performance Fiber Reinforced Concrete)。瑞士定义UHPFRC中的“C”代表“水泥基复合材料”(Cement-based composite),认为UHPFRC克服了混凝土(Concrete)的诸多缺点,已经不是混凝土了。尽管如此,国际上交流,UHPC是通用的名称。

在“知网”上查询中国关于UHPC技术发展方面的中文文章,最早的研究探索可追溯到1993年湖南大学黄政宇教授等发表的“200MPa超高强钢纤维混凝土试验研究”(发表在《混凝土》1993年第3期)。学习了丹麦Bache的DSP和CRC理论,黄政宇教授采用6%体积含量的特制钢纤维制备出抗压强度达200MPa的钢纤维混凝土,这是中国最早制备出的UHPC。之后,法国研究的“活性粉末混凝土”被介绍到中国,1998年发表了俞瑞堂编译文章“活性粉末混凝土的理论与实践“(发表在《国外桥梁》杂志1998年第1期),随后发表覃维祖、曹峰的文章“一种超高性能混凝土——活性粉末混凝土”(发表在《工业建筑》1999年第4期)。这两篇文章是中国UHPC技术的启蒙,早期中国的相关研究应用也多采用RPC名称,至今RPC名称在中国还有使用。法国如今已经不再使用RPC名称,使用BFUP或直接使用各企业商标名称如Ductal®、BSI®等,与UHPC含义相同。

最早的规模化应用是客运专线的电缆沟盖板(RPC盖板),开端性的桥梁应用包括:2006年建造迁曹铁路滦柏干渠铁路大桥低高度RPC预应力T型梁,2011年肇庆马房大桥的一跨钢桥面铺装试验段(当时使用的名称为超高韧性混凝土,简称STC),2015年建造福州大学校园内UHPC拱桥(10m跨径、拱圈厚度10cm)和京港澳高速石安段UHPC箱梁公路桥,2016年建造的长沙北辰虹桥(预制节段拼装预应力UHPC箱梁桥)和上海装配式高架桥现浇UHPC湿接缝预制构件连接;之后桥梁和建筑创新应用呈明显增长势头。UHPC如今是中国水泥基材料研究、应用、创新、发展最具活力的领域,伴随工程应用的增长,UHPC业已成为可工业化生产和可商业化供应的工程材料,产品类型和应用领域在不断扩展。UHPC的标准化工作正在中国全面展开,进入标准体系的建立阶段。

UHPC的专题技术交流始于德国Kassel大学在2004年举办的第一届UHPC国际研讨会(每4年一届,英语交流)。2004年后的15年间,国际上包括中国的UHPC技术发展速度明显加快,大量企业、大学和研究机构的科研人员加入UHPC研究与应用开发的行列,UHPC交流的平台也不断增加,如法国土木工程协会从2009年开始举办国际研讨会(英语和法语交流),也是4年一届;美国2016年举办UHPC互动国际研讨会(英语交流),今年刚举办了第二届; RILEM(国际材料和结构实验研究联合会)的中国系列UHPC国际研讨会(英语交流),2016年和2018年分别在长沙和福州举办了两届,2020年将在南京举办第三届。

2019年CCPA-UHPC分会也搭建起UHPC中文交流的本土化平台——CCPA-UHPC论坛。首届CCPA-UHPC论坛为期1天,于2019年6月30日在南昌举办(与预拌混凝土行业第六届“井冈山论坛”同期举办,2019年6月29-30日),论坛主旨为:分享UHPC知识与经验,启发创意与创新,讨论技术空白点与努力方向。2019年湖南省硅酸盐学会、湖南大学等单位也在长沙组织召开了“全国首届超高性能混凝土材料与结构研讨会”(2019年10月17-20日)。第二届CCPA-UHPC论坛在CCPA的南京年会期间召开(2019年12月6-8日),同期还举办由CCPA和中国硅酸盐学会发起、以UHPC为专题的“第二届混凝土大讲堂”,邀请国际国内对UHPC技术发展有重大贡献的专家学者讲课。除UHPC专题会议外,近年来召开的水泥基材料和UHPC应用相关行业会议、论坛等,UHPC主题的报告数量明显增多,从一个侧面体现了中国UHPC研究应用的勃勃生机。