超高性能混凝土研发与应用再获重大进展 活性粉末混凝土获批行业标准

2017/11/21
来源:人民网-湖南频道

核心提示:近日,由湖南大学、湖南明湘科技有限公司主编的《湖南省活性粉末混凝土结构技术规程》通过湖南省住建厅组织的专家审定,正式被批准为湖南省工程建设地方标准(编号:DBJ43/T325—2017),将于今年12月31日在全省范围内实施。

  近日,由湖南大学、湖南明湘科技有限公司主编的《湖南省活性粉末混凝土结构技术规程》通过湖南省住建厅组织的专家审定,正式被批准为湖南省工程建设地方标准(编号:DBJ43/T325—2017),将于今年12月31日在全省范围内实施。该项标准获批,意味着我国活性粉末超高性能混凝土(RPC)材料研发与应用再获重大进展。

  据了解,活性粉末混凝土是20世纪90年代初诞生的一种超高性能混凝土,几乎可应用于所有土木工程结构。活性粉末混凝土(RPC)强度高,可达普通混凝土的5倍以上;韧性好,可达普通混凝土的100倍以上;耐久性好,可达普通混凝土的10倍以上。其具有的高强度、高韧性和高耐久性等特点,能较好地克服普通混凝土抗拉强度低、脆性大、耐久性差等缺点。

  此外,活性粉末混凝土也可被称为绿色超高性能混凝土,显示出良好的环保性能。湖南大学提供的材料显示,同等承载力条件下,活性粉末混凝土的水泥用量几乎是普通混凝土的1/2,因此同等量水泥生产过程CO2排放量也只有一半左右。

  生产过程中,不可再生的自然资源骨料的用量,活性粉末混凝土只占高强混凝土与30MPa混凝土的1/3与1/4。如果应用于同样的施工工况,因其纤薄轻质,活性粉末混凝土构件体积一般情况下仅为普通混凝土的1/3。若活性粉末混凝土大规模应用,将有助于节能减排、环境保护。

  目前,活性粉末混凝土已成为国际工程材料领域一个新的研究热点,个别发达国家和地区已零星应用于实际工程。

  从2011年开始,吴罗明领衔明湘科技研发团队与湖南大学联合开展活性粉末超高性能混凝土研发与工程应用,项目陆续投入逾亿元资金,并取得一系列重大成果。2014年12月和2016年1月,国家知识产权局两次为吴罗明颁发实用新型专利证书。

  2016年世界首座全预制拼装超高性能混凝土(活性粉末RPC)桥梁——北辰三角洲横四路跨街天桥在长沙正式建成通车。该桥由湖南明湘科技有限公司研发、承建,湖南大学为设计和技术支持单位,拼装完成仅用10个小时,相较于传统的现场浇筑方式,工期大为缩短。

  这座桥的成功建成,标志着我国活性粉末超高性能混凝土材料在工程应用领域取得重大进展。2016年9月5日,该项目在湖南长沙通过专家组验收,这也是世界首座活性粉末混凝土(RPC)全预制拼装连续箱梁桥通过权威验收,“该桥的成功实施为超高性能混凝土桥梁的设计、施工及质量检验标准的制定提供了可靠的依据”。

  明湘科技董事长吴罗明介绍,明湘科技生产的活性粉末混凝土构件已用于长沙地铁工程,从实际数据来看,不仅其各项性能远远超过其他混凝土,考虑到其所具有的高强度和高耐久性,在整个产品使用寿命周期内,预计活性粉末混凝土(RPC)构件的使用总成本将远远低于普通混凝土构件,其在正常使用状况下几乎没有维修费用发生,使用成本和维护工作量大幅度降低,显示出极其优异的性价比。

  在明湘科技的预制件现场,记者看到如果应用于同样的施工工况,因其纤薄轻质,超高性能混凝土构件体积一般情况下仅为普通混凝土的1/3。如果大范围推广超高性能混凝土,可直接减少材料消耗。这对于保护资源、降低污染有着重要实际意义。

  目前,活性粉末超高性能混凝土已成为国际工程材料领域一个新的研究热点。作为一类新型混凝土,它有效克服了普通混凝土的高脆性,其优异的性能使其在土木、石油、核电、市政、海洋等工程及军事设施中有着广阔的应用前景。

  业内人士指出,在轨道与桥梁领域超高性能混凝土具有广阔的应用市场。清华大学一份研究报告显示,目前,超高性能混凝土材料呈爆发式增长,其应用领域已拓宽至大型桥梁、高层建筑、地下综合管廊、国防设施等多个领域。而且,随着近年来对超高性能混凝土材料特性认识的不断深入,超高性能混凝土逐步量产,其工程造价还在逐步降低。

  最受公众关注的或许是超高性能混凝土在住宅产业化领域的运用。近年来,以远大可建、远大住工、三一重工为龙头的长沙住宅产业化已风起云涌,并带动上游材料行业的快速发展。政府将引导上下游企业无缝对接,让超高性能混凝土更好地服务民生。

  此外,作为一种新兴材料,让吴罗明颇为困扰的是,“现在我们还没有给超高性能混凝土一个更通俗易懂的名称,让大众更容易理解和接受它”。在行业内,超高性能混凝土的定义、性能指标等尚未形成共识,特别是相关标准、规范缺乏。陈政清院士说,必需加快相关行业规范与标准的起草与制定,以促进超高性能混凝土材料的推广应用。

  伴随着行业标准的获批落地,活性粉末超高强度混凝土的研发与应用进展将显着提速。我们相信,2018年将是超高性能混凝土产业化发展的元年,超高性能混凝土将吸引更多的资本进入,到2020年,有望形成超高性能混凝土研发、生产、应用的全产业链,力争实现活性粉末超高性能混凝土材料及应用的产业化体系,工业产值突破100亿元。


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