“超级混凝土”破解工程难题!打破“坏了修、修了坏”怪圈
发布时间:2022-07-01   浏览:878次
大桥上,路面的沥青混凝土被滚滚车流挤压得如“橡皮泥”一般四处游移,以致成为大桥建造中“世界性难题”。
难题,出在钢箱梁与沥青混凝土黏合不牢。
如何破解?湖北建桥军团主力军——中交二航局研发出超高性能混凝土(UHPC),打破大桥桥面“坏了修、修了坏”的怪圈,被誉为“近三十年中最具创新性的工程材料”。

像绣花那样拌和混凝土
超细粉磨得比水泥还细、钢纤维直径仅0.2毫米‧‧‧‧‧‧10分钟内,8种粉料按不同配比搅拌出“超级混凝土”,其很快成为“钢铁战士”。中交二航武汉港湾新材料有限公司位于麻城市的湖北“专精特新”小巨人企业里,机器轰鸣,一辆辆满载刚刚出厂粉料、用于拌和“超级混凝土”的货车驶出厂区,开往一个个世界级桥梁建设工地。
“这些粉料用于桥梁预制构件、桥面铺装、索塔钢混结合段等工程关键部位,能解决世界性难题。”该公司副经理房艳伟说道。
眼下,大跨度斜拉桥、悬索桥普遍采用钢桥面。桥面与沥青是不同材质,铺在一起极易开裂、推移、破损,使得桥梁通车不久便需大修。采用“超级混凝土”后,桥面混凝土层与桥底面钢板牢牢融为一体。
房艳伟称,与普通混凝土相比,超高性能混凝土加入了石英砂、钢纤维等原料,强度可达200兆帕,比普通混凝土“强壮”4倍,使桥面具有超高耐久性和抗压、抗拉力学性能,被称为“流动的钢铁”。神奇的是,“超级混凝土”不仅“长”得壮,“身子”还很柔软,其韧性是一般混凝土的250倍,经历700次反复冷冻、解冻的冻融循环后仍然完好无损。
这种神奇现象的背后,是毫米级骨料、微米级水泥、亚微米级硅灰‧‧‧‧‧‧混凝土拌和,在这里不再粗放,变得“绣花”般精细,使它成为桥面摊铺“神器”。
30年攻坚“减水剂”
据了解,“超级混凝土”的众多原料中,减水剂是关键。这个被称作工业“味精”的外加剂,长期需要从日本、德国等地进口。
“打破垄断,关键核心技术必须掌握在我们自己手中。”中交二航武汉港湾新材料有限公司总工秦明强介绍,“超级混凝土”减水剂实现国产化,历经了几代人30多年不懈努力。
挑战世界难题,突破技术瓶颈。20世纪70年代开始,二航局科研所成立课题组,开始研究在混凝土中掺入外加剂。他们反复试验摸索新配方,并与武汉理工大学专家团队携手,每天耗费一吨左右的原材料,终于在2005年研发出国产高强混凝土的减水剂,减水率从30%提升至45%。
近日,中交二航武汉港湾新材料有限公司研发的两项混凝土应用技术成果,经专家认定为“达到国际领先或先进水平”。此前,“提高海工混凝土结构耐久性寿命成套技术及推广”等两项技术,获国家科技进步二等奖。11项发明获发明专利授权。
为“桥都”补链强链
马尔代夫,碧海蓝天、风光旖旎,连接首都马累、机场岛和胡鲁马累岛之间的跨海大桥矗立深海中。
这座由中交二航局建造的中马友谊大桥于2018年通车,成为“一带一路”上的精彩之笔,由于采用低黏度UHPC进行合龙段钢箱梁的桥面铺装,硬化后无一条裂缝,经受强腐蚀严苛考验,向世界展示出湖北建桥军团的实力。
去年底通车的济南凤凰黄河大桥,是黄河上最宽的大桥。该项目使用鄂产“超级混凝土”总方量超过1.4万立方米,桥面铺装总面积超过9万平方米,为国内面积最大、方量最多的同类项目。
据悉,近年来中交二航鄂产“超级混凝土”已在丹江口特大桥等10多座特大桥上成功应用。房艳伟称,这种新材料在施工中能降低50%以上的二氧化碳排放量,更为绿色环保。
鄂产“超级混凝土”不仅变革桥梁建设,更延伸湖北桥梁全产业链,补齐桥梁加固维修短板。据悉,目前,武汉桥梁产业已达千亿级规模,覆盖桥梁设计、建造、监理、材料等全产业,成为名副其实的“中国建桥之都”。



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