當(dāng)前，我國(guó)混凝土市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，但也面臨需求不足、原材料價(jià)格波動(dòng)大、環(huán)保壓力增大、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈等挑戰(zhàn)。

為提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，中交第二航務(wù)工程局有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中交二航局”）技術(shù)中心自主研發(fā)超高性能混凝土噴射施工技術(shù)，解決潮汐區(qū)鋼筋混凝土構(gòu)筑物修復(fù)窗口期短、異形結(jié)構(gòu)及頂板支模工藝復(fù)雜、耐久性不足等問題，大幅提升濱海構(gòu)筑物修復(fù)施工效率及其服役壽命。

材料配方革新解鎖UHPC噴射新篇章

超高性能混凝土，即UHPC（Ultra－h(huán)igh Performance Concrete），是一種具有超高強(qiáng)度、超高韌性、超高耐久性和優(yōu)異工作性的新型水泥基復(fù)合材料。然而，要將這種新材料應(yīng)用于海洋構(gòu)筑物修復(fù)，并非易事。UHPC因膠凝材料使用量大，水膠比超低，拌和出的材料通常黏度很大，因此多用于制備預(yù)制構(gòu)件或現(xiàn)澆施工，并需輔以高頻振動(dòng)成型。要想將UHPC泵送后再噴射施工，首先必須解決黏度大的問題。建設(shè)團(tuán)隊(duì)嘗試多次后，黏度問題仍如同“頑疾”，導(dǎo)致泵送噴射效果一直很不理想。

中交二航局技術(shù)團(tuán)隊(duì)從材料組成和配比上尋找突破，探索通過添加一些特殊添加劑來改善UHPC黏度特性?！拔覀兏鶕?jù)顆粒堆積最大密實(shí)理論，構(gòu)建噴射UHPC材料堆積模型，再通過摻入觸變劑調(diào)整UHPC的流變性能，配制出適用于噴射施工不同強(qiáng)度等級(jí)的UHPC?！敝薪欢骄旨夹g(shù)中心執(zhí)行總經(jīng)理張國(guó)志介紹。

以理論計(jì)算為堅(jiān)實(shí)基石，技術(shù)團(tuán)隊(duì)精心調(diào)配砂膠比與礦物摻合料的摻入量，設(shè)計(jì)了UC120、UC150兩種強(qiáng)度等級(jí)的配合比方案，每個(gè)環(huán)節(jié)都凝聚著對(duì)材料性能的深刻理解與精準(zhǔn)把控。隨后，技術(shù)團(tuán)隊(duì)使用專用減水劑，對(duì)UHPC的坍落度進(jìn)行細(xì)致調(diào)整，并通過噴射試驗(yàn)驗(yàn)證，確定了新拌噴射UHPC適宜的坍落度范圍。值得一提的是，中交二航局技術(shù)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的HM－1型觸變劑，顯著增強(qiáng)了UHPC拌合物的觸變性與噴射施工的順暢性，展現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)在材料創(chuàng)新方面的深厚實(shí)力。

功夫不負(fù)苦心人，技術(shù)團(tuán)隊(duì)基于UC120和UC150兩種強(qiáng)度等級(jí)的UHPC基體配合比，摻入觸變劑和纖維，并通過調(diào)整減水劑摻量控制噴射UHPC的坍落度在理想范圍內(nèi)，最終研發(fā)出可噴射UHPC。

設(shè)備構(gòu)造優(yōu)化實(shí)現(xiàn)UHPC噴射新飛躍

不過，UHPC具有黏度大、容重大、輸送慢等特性，這給連續(xù)噴射施工帶來困擾。為順利進(jìn)行UHPC噴射施工，中交二航局技術(shù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)UHPC特性，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)改造和優(yōu)化設(shè)計(jì)，研制UHPC噴射專用設(shè)備。按照物料壓送方式，混凝土濕噴機(jī)一般分為風(fēng)送式和泵送式。風(fēng)送式噴射機(jī)內(nèi)部橡膠件較多、易磨損，且平均回彈率要大于泵送式噴射機(jī)，而UHPC中鋼纖維含量較高，增加了對(duì)設(shè)備的磨損，因此團(tuán)隊(duì)選擇泵送式濕噴機(jī)進(jìn)行改良優(yōu)化?！拔覀冎饕獜奶嵘锪衔胄?、優(yōu)化脈沖現(xiàn)象和改善進(jìn)氣機(jī)制等三方面對(duì)設(shè)備進(jìn)行改良優(yōu)化?！敝薪欢骄旨夹g(shù)中心先進(jìn)材料技術(shù)部主任陳飛翔介紹。

中交二航局技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過對(duì)泵機(jī)系統(tǒng)的核心組件進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)UHPC材料的高效吸入與順暢傳輸，解決了因材料特性導(dǎo)致的吸料難題。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新調(diào)整噴漿管設(shè)計(jì)，有效改善物料流動(dòng)過程中的脈沖現(xiàn)象，提升輸送平穩(wěn)性。此外，團(tuán)隊(duì)采用全新進(jìn)風(fēng)方式，優(yōu)化料流噴出后的分散與霧化效果，進(jìn)一步增強(qiáng)施工連續(xù)性和穩(wěn)定性。這些改進(jìn)極大提高了設(shè)備性能，讓UHPC可以順利進(jìn)行連續(xù)噴射施工。

日前，UHPC噴射修復(fù)加固技術(shù)在杭州灣跨海大橋和青島一海水浴場(chǎng)成功應(yīng)用。中交二航局從噴射UHPC材料研發(fā)、裝備研制到施工組織設(shè)計(jì)開展了一系列有益探索，進(jìn)一步拓展UHPC應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)UHPC推廣應(yīng)用具有重要意義，有力促進(jìn)海洋構(gòu)筑物向長(zhǎng)壽命化和高耐久方向發(fā)展。

（王松 林金浪 陳飛翔）