水泥钢纤维(“超级混凝土”破解世界难题鄂产新材料打破大桥桥面“坏了修、修了坏”怪圈)

Posted 2023-05-30

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水泥钢纤维(“超级混凝土”破解世界难题鄂产新材料打破大桥桥面“坏了修、修了坏”怪圈)

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粘合不牢。

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”出炉，很快成为“钢铁战士”。这是4月8日湖北日报全媒记者在中交二航武汉港湾新材料有限公司看到的一幕。

这家位于麻城市的湖北“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。

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。

记者看到，这种神奇的背后，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”

记者了解到，“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。上世纪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2018年通车，成为“一带一路”上的精彩之笔，由于采用低粘度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，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”。

（湖北日报全媒记者戴辉通讯员邹诗卉）

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