【技术分享】2020年中国超高性能混凝土(UHPC)技术与应用发展报告（上）

一、UHPC的研究与技术发展

用UHPC建造更大跨径的简支梁，一直是UHPC应用探索的主题之一。2020年在钢-UHPC轻型组合梁桥和钢板-UHPC-普通混凝土组合梁桥方面有创新性设计和工程应用（详见第四章）。

2020年7月14日，保利长大承建的英德北江四桥项目，102m大跨径UHPC预制箱梁首个节段浇筑成功（见图1），在桥梁主体结构梁板上应用大体量UHPC材料，在国内实际工程建设中尚属首次，是UHPC桥梁施工建设领域上一项重大突破。（引自保利长大网站新闻）

图1   成型102m公路桥梁节段的模型

在人行天桥方面，湖南大学UHPC 团队、湖南省交通规划勘测设计院、中路杜拉国际工程股份有限公司团队等单位设计发展了多种UHPC结构和桥型，中路杜拉和湖南中路华程完成预制生产，在广东和湖南建造了20座UHPC人行天桥。建立起了拥有技术和经济优势的UHPC人行天桥U型梁、π型梁设计、预制生产和架设技术体系。

在2018-2019年，中铁第一勘察设计院集团有限公司、轨道交通工程信息化国家重点实验室等单位开展了“高速铁路 UHPC 试验箱梁的设计与施工研究“，对高速铁路24m UHPC简支试验箱梁的静载测试与理论分析表明，各项技术指标均满足规范要求，且梁重较轻，说明UHPC可应用于更大跨度的铁路简支梁实际工程（混凝土与水泥制品2019 年第 8 期）。目前，正在开展高铁56m UHPC简支箱梁（节段拼装）的设计与成型技术研究及工程应用（节段成型模型见图2）。

图2   成型高铁56m桥梁节段的模型（马鹏虎提供）

山东省交通科学研究院在损伤桥梁快速维修加固、桥梁伸缩缝锚固混凝土底部连接等方面开展了系列研究与工程实践，创新性发挥和利用UHPC材料的性能。

在建筑领域，随项目数量和工程实践机会增加。相关企业在复杂曲面、3D幕墙的成型、安装技术，以及现浇施工技术方面取得了较大进步。

在应用场景发展和产品开发方面，中山市尚美佳装饰材料有限公司有上佳表现，开发生产了多种UHPC卫生洁具产品，开拓了UHPC新的应用领域。陕西德龙工程有限公司采用UHPC研发制备了重型转体梁球铰，获得满意的工程使用效果。

二、UHPC标准化工作

在去年的发展报告中介绍，有多个UHPC相关的团体标准正在编制，预计这些在编的标准规范大部分会在明年发布。其中，中国建材联合会和中国混凝土与水泥制品协会（CBMF/CCPA）团体标准《超高性能混凝土预混料》产品标准，已完成了编制工作，于2020年8月18日召开了专家审查会，根据审查专家提出意见修改完成了报批稿，进入报批阶段。

三、UHPC产业发展现状与市场规模

1、产业发展

在2020年期间，CCPA-UHPC分会的会员单位增加了24个，现在共有会员单位88个，其中科研单位5个、高校5个、企业77个、行业组织1家。部分会员企业的UHPC业务已经呈快速发展态势，如湖南固力工程新材料有限责任公司、广东冠生土木工程技术股份有限公司、广东盖特奇新材料科技有限公司、浙江宏日泰耐克新材料科技有限公司、江苏苏博特新材料股份有限公司、中铁桥研科技有限公司、中路杜拉国际工程股份有限公司等等，是UHPC创新发展的好样板。

湖南固力工程新材料有限责任公司以湖南大学为技术依托，为工程结构提供新材料和加固解决方案，是我国最早研发、生产和供应UHPC预混料的企业，为岳阳洞庭湖二桥和海南海文大桥等40万平米的钢桥面、郴州赤石特大桥和广州华南大道混凝土桥梁加固改造、云南六库怒江二桥和湖北石首、嘉鱼和武穴长江大桥的钢混结合段以及广东高恩高速公路首座主跨达到58m的UHPC车行装配式刚架拱桥等工程提供UHPC材料和技术支持。

广东冠生土木工程技术股份有限公司是钢-STC（UHPC）轻型组合桥面结构技术与应用的开拓者和推动者，于2011首次将钢-UHPC轻型桥面应用于广东肇庆的马房大桥，2015年主持编制广东省交通运输行业地方标准《超高性能轻型组合桥面结构技术规程》（GDJTG/TA01—2015）。先后完成了汕头礐石大桥、北京通惠河桥、天津海河大桥、北京北运河桥、东莞梨川大桥、嘉兴沈荡大桥、湖州五一大桥、岳阳洞庭湖大桥、佛山佛陈大桥、泸通长江大桥、海南铺前桥、成都云龙湾大桥和天保湾大桥等桥梁的钢桥面UHPC铺装或加固工程。

广东盖特奇新材料科技有限公司自2008开始UHPC的研发与生产工作，所开发生产的系列化UHPC预制构件产品包括站房、电缆管廊、杆柱等用于电力设施建设（见图3），已经颇具规模，2020年UHPC构件产量达到一万立方米。广东盖特奇还在不断改善和提升UHPC材料的性能、拓展UHPC的功能，成功研制了防辐射和屏蔽电磁波的UHPC产品。依靠不断创新的产品赢得市场，其UHPC业务板块快速发展。

图3 装配式UHPC站房和电缆管廊（肖敏提供）

中铁桥研科技有限公司(简称桥研科技)是中铁大桥局集团全资子公司，研发了UHPC-钢正交异性板桥面自动化铺装、UHPC-普通混凝土组合结构、桥梁加固等技术体系，完成了沪通长江大桥、哈尔滨霁虹桥、宜城汉江公路大桥、贵州飞龙湖乌江大桥（见图4）等大型桥梁的UHPC桥面铺装或加固工程。

图4 贵州省遵余高速飞龙湖乌江大桥UHPC桥面铺装（陈露一提供）

浙江宏日泰耐克新材料科技有限公司以同济大学团队为技术依托，致力于发展UHPC在桥梁、隧道、水电、房建、军工、海工等领域的应用。迄今，其UHPC预混料产品已用于一百多个重点工程项目，并完成了舟山富翅门跨海大桥、宁波机场南延高架、宁波中兴大桥、宁波西洪大桥、乌鲁木齐机场快速路等工程的桥面铺装或结构连接的施工。公司参与主编了中国公路学会《超高性能混凝土加固桥梁技术指南》、《UHPC梁式桥标准》等团体标准。

中路杜拉国际工程股份有限公司自2018年成立以来，依托马来西亚DURA 公司成熟的材料、产品体系、技术体系，结合公司在国内累积的UHPC 产业经验，联合国内武汉理工大学、华南理工大学等高等院校，在材料研发生产、结构研发设计、设备研发以及配套施工全产业链深耕，开发出结构类、防火类、低收缩类、军工类、早强类等多种UHPC 材料，在桥梁结构、路桥维修加固、市政构件、轨道交通构件、建筑构件等诸多领域拥有定型产品。目前，梁式桥主营板块已完成人行天桥20座，车行桥4座，在市政构件、轨道构件、地下工程等多个领域拥有丰富应用案例。公司拥有国内首个专业化UHPC 预制构件生产基地、国内最多的梁式桥应用案例、国内最全的产业链覆盖架构。

中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司是中交集团二级子公司，由中交公路规划设计院牵头，联合中交二航局、中交二公局、上海振华重工和重庆万桥交通组建，是大跨度、深水域及海外桥梁建筑亟需关键技术与装备研发和工程化验证平台，开展了UHPC技术发展、应用与工程施工，完成了新疆塔里木大桥钢箱梁UHPC桥面铺装、京沪高速公路改扩建工程多做桥梁的维修加固和钢桥面铺装等工程项目。

2、中国如今的UHPC市场规模

CCPA-UHPC分会通过发放问卷表格调查了中国2020年UHPC生产应用情况，从所收到项目调查表以及媒体报道信息统计，2020年中国UHPC用量超过4万立方米（仅民用项目用量，不含未收集到工程用量），使用了逾7万吨UHPC预混料。主要应用在钢-UHPC桥面、桥梁构件连接（湿接缝）、预制构件、建筑幕墙和维修加固。（未完待续）

转自混凝土和UHPC