超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC),因为一般需掺入钢纤维或高强聚合物纤维,也被称作超高性能纤维增强混凝土(Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete,简称UHPFRC)。UHPC不同于传统的高强混凝土(HSC)和钢纤维混凝土(SFRC),也不是传统意义“高性能混凝土(HPC)”的高强化,而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。
纵观国际上UHPC的研究、发展与应用,领先的国家各具特色,简介如下:
丹麦的研究最有创新性,现在较多地应用在风电塔筒连接、轻巧美观的建筑结构上,如阳台、楼梯、幕墙、建筑保温体系等,见图1;
法国的研究规模大、参与单位多,向世界展示出UHPC的价值,引领在多方面应用的发展,如桥梁、建筑结构和幕墙、结构连接、长寿命路面等,其中拉法基的Ductal®产品在世界范围推广应用,见图2;
德国的研究从微观到宏观面面俱到,较快用于生产制造多种产品,如钻孔桩钻头、机床基座、建筑立柱等;
美国和加拿大的研究比较专注于桥梁和相关实用技术,发展了多种UHPC公路桥梁和桥面板体系,UHPC已开始越来越多地用于桥面板连接和快速建桥或桥梁维修;
瑞士的研究与应用在混凝土结构维修加固方面领先,用UHPC维修加固公路桥梁正在成为一种最佳方法而获得较多应用,见图3;
日本将UHPC作为“21世纪工程材料”看待,开展较全面研究与应用实践,实现了在东京羽田机场新海上跑道大型工程的应用;
韩国在桥梁方面研究和应用系统深入,在较短时间内形成比较完备的设计与生产施工应用技术文件(标准规范),并首次将全断面UHPC梁板用于公路斜拉桥;
马来西亚已经用UHPC建造了约百座公路桥梁,且UHPC桥梁的造价在当地很有竞争力;
中国的研究应用包括高速铁路的电缆沟盖板(RPC盖板)、钢-UHPC桥面、在役桥梁维修加固、新型结构桥梁;等等。
UHPC可以制造性能更好的产品,建造轻巧优美、坚固韧性、耐久耐用的结构,但这需要科学系统深入的材料研究为基础,需要严谨扎实的结构性能试验、生产施工实践为技术支撑,需要材料工程师、结构工程师和建筑师的通力合作。期望UHPC能够得到国内广大同行的重视,在现有国际研究应用成果的基础上,自主开展系统深入的高水平研究与应用,跟上并超越国际上发展进步的步伐,开发利用UHPC的价值和进一步挖掘UHPC的潜力。