當(dāng)前，我國混凝土市場規(guī)模保持穩(wěn)定增長，但也面臨需求不足、原材料價格波動大、環(huán)保壓力增大、行業(yè)競爭激烈等挑戰(zhàn)。

為提升市場競爭力，中交第二航務(wù)工程局有限公司（以下簡稱“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)團隊嘗試多次后，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)團隊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。“我們根據(jù)顆粒堆積最大密實理論，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度等級的UHPC。”中交二航局技術(shù)中心執(zhí)行總經(jīng)理張國志介紹。

以理論計算為堅實基石，技術(shù)團隊精心調(diào)配砂膠比與礦物摻合料的摻入量，設(shè)計了UC120、UC150兩種強度等級的配合比方案，每個環(huán)節(jié)都凝聚著對材料性能的深刻理解與精準(zhǔn)把控。隨后，技術(shù)團隊使用專用減水劑，對UHPC的坍落度進行細致調(diào)整，并通過噴射試驗驗證，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)團隊自主研發(fā)的HM－1型觸變劑，顯著增強了UHPC拌合物的觸變性與噴射施工的順暢性，展現(xiàn)了團隊在材料創(chuàng)新方面的深厚實力。

功夫不負(fù)苦心人，技術(shù)團隊基于UC120和UC150兩種強度等級的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。為順利進行UHPC噴射施工，中交二航局技術(shù)團隊根據(jù)UHPC特性，對現(xiàn)有設(shè)備進行相應(yīng)改造和優(yōu)化設(shè)計，研制UHPC噴射專用設(shè)備。按照物料壓送方式，混凝土濕噴機一般分為風(fēng)送式和泵送式。風(fēng)送式噴射機內(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，而UHPC中鋼纖維含量較高，增加了對設(shè)備的磨損，因此團隊選擇泵送式濕噴機進行改良優(yōu)化。“我們主要從提升物料吸入效率、優(yōu)化脈沖現(xiàn)象和改善進氣機制等三方面對設(shè)備進行改良優(yōu)化。”中交二航局技術(shù)中心先進材料技術(shù)部主任陳飛翔介紹。

中交二航局技術(shù)團隊通過對泵機系統(tǒng)的核心組件進行技術(shù)升級，實現(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，團隊創(chuàng)新調(diào)整噴漿管設(shè)計，有效改善物料流動過程中的脈沖現(xiàn)象，提升輸送平穩(wěn)性。此外，團隊采用全新進風(fēng)方式，優(yōu)化料流噴出后的分散與霧化效果，進一步增強施工連續(xù)性和穩(wěn)定性。這些改進極大提高了設(shè)備性能，讓UHPC可以順利進行連續(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)計開展了一系列有益探索，進一步拓展UHPC應(yīng)用場景，對UHPC推廣應(yīng)用具有重要意義，有力促進海洋構(gòu)筑物向長壽命化和高耐久方向發(fā)展。

（王松 林金浪 陳飛翔）