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超高性能混凝土材料与应用创新——第三届超高性能水泥基材料与应用技术(UHPC)论坛在南京召开

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为学习交流UHPC的发展,共同探讨UHPC的性能、生产、设计、施工、应用、创意创新和发展方向,由中国混凝土与水泥制品协会超高性能水泥基材料与工程技术分会(简称CCPA-UHPC分会)主办的“第三届超高性能水泥基材料与应用技术(UHPC)论坛”,于2020年12月5-6号在南京召开。本届论坛以“超高性能混凝土材料与应用创新”为主题,共邀请了14位专家学者及企业相关负责人做了UHPC材料研究进展、工程应用案例、工程设计案例等多个层面(共两场)的精彩报告。参加本届论坛总人数超过300人。


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12月5日(第一场)


12月5日下午13:30第三届超高性能水泥基材料与应用技术(UHPC)论坛拉开帷幕,上半场由CCPA-UHPC分会秘书长赵筠主持。


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清华大学土木系教授  张君


论坛开场,清华大学土木系张君教授做了“纤维增强高强延性水泥基材料(ECC)研究与应用进展”主题报告。介绍了纤维增强延性水泥基材料在中等强度等级需求中的典型应用,然后系统介绍了具有低干缩特性的纤维增强延性水泥基材料(LSECC)的基材设计、收缩调控与结构应用试验,重点分析基材收缩对结构开裂荷载的影响。

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山东省交通科学研究院研究员  郭保林


山东省交通科学研究院郭保林研究员的报告为“UHPC在桥梁维修工程中的应用案例”。报告先分析了UHPC材料重要的性质,然后用8个工程案例讲解如何充分利用UHPC的优异流动性、力学性能、抗裂性能、耐久性以及与常规混凝土良好的界面粘结性能,将其应用于箱梁混凝土空洞、预应力梁端封锚、墩柱混凝土蜂窝、损伤结构等的处置,解决了因设计或施工缺陷、意外事故导致的桥梁工程问题,取得了良好的技术经济效果。


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临沂大学博士  刘梦莹


临沂大学刘梦莹博士的报告题目是“瑞士UHPFRC桥梁设计案例分析”。报告以她参与的瑞士Martinet人行桥设计建造为例,介绍桥梁的概况,包括桥梁的设计特点,UHPFRC的特性,结构体系,施工方法,截面布置及配筋等。结合荷载试验与数值分析,解读UHPFRC桥梁的结构性能,探讨了UHPFRC在工程中的先进设计理念。


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中铁桥研科技有限公司  侍刚

中铁桥研科技有限公司侍刚教授级高工、副总经理做了“超高性能混凝土性能提升及应用关键技术研究”的报告。介绍了桥科院近年来在UHPC性能提升和应用方面研究成果,包括粗骨料UHPC开发及其性能、UHPC-钢正交异性桥面板组合桥面体系、UHPC预制装配式桥梁结构、UHPC在桥梁关键部位的应用、UHPC在桥梁加固工程中的应用,以及部分工程应用案例,如沪通长江大桥主航道桥UHPC铺装等。

论坛下半场由北京交通大学教授朋改非主持。


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中路杜拉国际工程股份有限公司总工程师  田月强

中路杜拉国际工程股份有限公司总工程师田月强的报告题目为“UHPC桥梁的应用探索”。报告介绍了中路华程和中路杜拉开展的UHPC材料与结构性能研究、创新结构工程应用实践与案例。从设计端出发创新结构设计理念,提出和建造新型桥梁断面——UHPC+NC组合截面,采用国际先进设计理念——设计建造预应力(无腹筋)梁桥。从生产端出发创新结构应用推广思路,工厂式,集中化、规模化生产方式,简化断面形式,提出I 型、 U 型断面,明确跨径对应断面形式;对不同施工场景,提供定型产品、定制产品服务。

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哈尔滨工业大学教授  吴香国

哈尔滨工业大学教授吴香国的报告题目为“超高性能混凝土结构与制品应用进展”。报告介绍了RUHPC单轴拉伸强化本构模型、RUHPC软化桁架模型,以及纤维分布模型。基于ABAQUS软化的用户材料子程序进行的二次开发,为UHPC受力构件的精细化设计奠定了基础。UHPC结构构件在桥梁构件、装配式建筑局部区域、空间曲面结构、能源工程结构中正逐步得到推广应用。装饰UHPC有望在传统天然建材替代的生态型工程制品方面,得到推广和应用,在社会效益方面显著。


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中交第二航务工程局有限公司工程师  陈飞翔

中交第二航务工程局有限公司陈飞翔工程师做了“UHPC管桩产品设计及预制工艺探讨”的报告。介绍了中交二航局为提高在UHPC产业化领域的研发及应用能力,正在研发系列化的UHPC产品。其中,UHPC管桩兼具PHC管桩和钢管桩的优势,具备部分替代大直径钢管桩的潜力。


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华新新型建筑材料有限公司技术总监  Rodrigo Menegaz Muller


华新新型建筑材料有限公司技术总监Rodrigo Menegaz Muller做了“应用Ductal/UHPC的新技术解决方案(New Technical Solutions with Ductal/UHPC)”的报告。介绍了Ductal在全球范围的新应用和新技术,分享了采用最新的Ductal解决方案的在建筑、桥梁领域的重要工程案例,包括在中国的新工程案例。


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会议现场


12月6日(第二场)


12月06日上午08:30,第三届超高性能水泥基材料与应用技术(UHPC)论坛(第二场)正式开始,论坛上半场由清华大学教授路新瀛主持。


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北京交通大学教授  朋改非


首先,北京交通大学朋改非教授做了“UHPC的火灾高温性能研究进展综述”主题报告。火灾一直是建筑结构面临的严重灾害威胁之一,对于采用UHPC建成的建筑结构亦不例外。UHPC—词沿用多年,已成为国内外公认的混凝土术语,但这并不意味着UHPC必然具有各方面超常优异性能,其火灾高温性能很可能是一个性能短板,需要警觉和探查。因此,UHPC在火灾高温下的性能变化,如高温爆裂和力学性能变化,已经吸引了国内外学者的广泛关注。混凝土遭受火灾时,确保火灾安全性的一个重要前提是混凝土不能发生高温爆裂。如果发生高温爆裂,其后果往往是钢筋直接暴露在高温下,构件或结构物极易发生灾难性垮塌。因此,UHPC高温型研究主要关注点是高温爆裂,其次是强度变化。总体上UHPC的火灾高温性能略优于HPC、HSC,高温爆裂是UHPC在高温下的主要关注点;UHPC高温爆裂主要受蒸汽压机理控制;UHPC抗高温爆裂性的有效措施是掺加聚合物纤维;钢纤维对其高温爆裂略有缓解作用,但无法避免爆裂;组合养护是有效改善UH P C 火灾高温性能的一种新方法 ,可以避免UHPC的高温爆裂(并提高常温力学性能)。



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南京理工大学教授  赖建中


南京理工大学赖建中教授的报告为“超高性能混凝土抗侵彻爆炸性能研究”。报告介绍了功能梯度混凝土(FGC)概念——一种非均质的水泥基复合材料,其组成、结构、性能从材料的一边向另一边发生梯度变化,制备方法有浇筑、喷射、3D打印、粘贴等等;通过不同种类UHPC的组合叠加获得了功能梯度超高性能混凝土(FGUHPC),并试验研究了其抗侵彻爆炸性能;通过不同特性UHPC的组合获得的功能梯度混凝土,侵彻深度最小,可以抵抗多次侵彻和侵彻爆炸耦合破坏;通过功能梯度设计可以降低混凝土防护层的厚度和重量。


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阿尔博波特兰(安庆)有限公司工程师  王红升


阿尔博波特兰(安庆)有限公司王红升工程师的报告题目是“可持续超高性能混凝土应用实践与案例分享”。报告简要介绍了新一代的UHPC特性——为无硅灰产品,原材料供应更稳定,色彩一致性更高;使用最新一代的高效减水剂,高流动性更适合复杂模具的浇筑,可以更好展现混凝土表面丰富的细节与纹理;高常温养护抗压强度,28d 超过140MPa,可实现现代建筑的装饰结构一体化。在2018年底,阿尔博在全球市场推出Aalborg Extreme UHPC 预拌料产品,报告分享部分工程应用案例。



论坛下半场由哈尔滨工业大学教授吴香国主持。




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浙江吉川工程技术有限公司总经理  刘加仁


浙江吉川工程技术有限公司刘加仁总经理的报告为“当水泥遇上建筑”。报告通过工程案例分析思考指出:水泥基预制外墙材料产品选择没有最好的,只有最适用的。创新发展高性能水泥基材料,对建筑设计选择的意义在于:有助于优化结构体系,减轻结构自重,减少结构用钢量;可实现建筑内外装饰面效果、内外装饰一体化施工;重新定义建筑表皮,减少建筑立面分割线条,赋予建筑新的色彩、质感和生命;减少建筑产生的光污染、城市金属怪物和玻璃反射光的影响;实现建筑工业化和产业化、建筑外墙的装配率和装配式施工技术应用发展;绿色可持续性,重新构建绿色建筑评定标准和评价体系;高性能水泥基材料的超高耐久性,延长建筑外墙使用寿命,突破幕墙产品的建筑使用年限的限制,实现建筑与结构的同寿命。


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广州市玖珂瑭材料科技有限公司副总裁  柯雄


广州市玖珂瑭材料科技有限公司柯雄副总裁带来了“UHPC建筑幕墙预制构件早期裂缝成因及控制”的报告。从混凝土开裂的基本事实、UHPC建筑幕墙预制构件的特征对开裂的潜在影响、UHPC建筑幕墙预制构件早期裂缝成因及控制、UHPC建筑幕墙预制构件早期裂缝的开裂特征及预防四方面进行分析,结合实际工程,介绍了避免开裂的方法,包括减小约束、养护及保温方法等。


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南京倍立达新材料系统工程股份有限公司副总监  段小青


南京倍立达新材料系统工程股份有限公司段小青副总监分享的报告题目为“用数字化建造提升企业核心竞争力”。报告以长沙梅溪湖文化艺术中心GRC项目为例,介绍针对UHPC部品外墙装饰的个性化需求,研究数字化流水生产线与信息技术平台的集成、模具快速切换、混凝土快速振捣密实及物流齐套技术,将3D打印、CNC数控加工、龙门喷射机等资源的配置与协作有机融合,建设基于数字化设计的柔性化、智能化制造生产线,形成装饰构件柔性制造技术。在数字化变革的大趋势下,建筑产业唯有顺势而为,主动拥抱变革,用科技支撑产业变革。“数字建筑”是转型升级的核心引擎,其对建筑业的影响必然是全价值链的渗透与融合,通过“数字建筑”的科技手段,将打破产业边界和传统的生产链条,释放市场活力和生产要素的配置,通过市场手段整合优化行业资源,优化经济结构,节省交易成本,提升产品的技术水平,加速传统生产方式变革,实现促进建筑产业转型升级和提质增效,从而提升企业核心竞争力。


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清华大学土木系教授  路新瀛


最后,清华大学土木系路新瀛教授做论坛总结。这届论坛的主要特点表现为四个关键词:“学习、实践、分享、创新”。本届报告有更多的经验分享,比如张君教授、吴香国教授、朋改非教授、赖建中教授、刘梦莹博士的报告;亲身经历和切实经验,特别是教训更有助于成长,像郭保林教高、侍刚教高、田月强总工、柯雄副总裁等人的精彩分享;创新是本次年会的主题,也是我们一直的追求。UHPC是未来结构和制品创新的材料源泉;只有想不到,没有做不到。我相信Muller总监、王红升工程师、陈飞翔工程师、刘加仁高工、段小青总监的精彩报告都给大家带来许多启发。提到创新,就必须提一下今年的UHPC弹性球大赛,除了那些让人刻骨铭心的创记录时刻,更让我们感动的是参赛队伍中既有年轻学子,还有年过半百、手上磨出硬茧的工程技术人员,虽然有些队员没能获奖,但他们深深地感动和鼓舞了我们!当然,还要清醒的认识到,我们当前的UHPC水平还远没有达到或超越前人上世纪七、八十年代创造的记录,因此,我们还要不断地学习,实践,再提高,再创新,以持续不断的创造和奉献来致敬前辈,激励后人,不负韶华,再创辉煌!


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会议现场