[原創(chuàng)]名家縱橫 巔峰論道——第三屆井岡山論壇會議側記

會議現(xiàn)場

  6月18日，五指峰下，南湖水邊。以“高性能與超高性能混凝土技術進展”為主題的“第三屆井岡山論壇”在此隆重召開。論壇由中國混凝土與水泥制品協(xié)會預拌混凝土分會和江西省散裝水泥和預拌混凝土協(xié)會聯(lián)合主辦。

  中國混凝土與水泥制品協(xié)會常務副秘書長曾慶東、預拌混凝土分會理事長韓先福、江西省散裝水泥辦公室主任劉文斌等行業(yè)領導、專家、企業(yè)代表共300余人共聚一堂，交流探討國內外混凝土發(fā)展前沿技術。論壇開幕式由預拌混凝土分會秘書長師海霞主持。

  本屆井岡山論壇是預拌混凝土行業(yè)貫徹落實國辦文件《關于促進建材工業(yè)穩(wěn)增長調結構增效益的指導意見》精神的實踐活動之一，旨在為預拌和預制混凝土企業(yè)、建設施工單位、科研院所和高校的廣大從業(yè)人員搭建平臺，交流高性能混凝土先進及適用技術，及時了解國內外超高性能混凝土的研究與應用進展，分享和學習相關技術、知識與經驗，探討混凝土發(fā)展的前沿技術。

  曾慶東在開幕式上表示，技術創(chuàng)新是永恒的主題，本屆論壇為混凝土技術發(fā)展提出了思考的方向；希望大家通過深入的切磋和探討，充分認識國內高性能混凝土領域的發(fā)展現(xiàn)狀和未來走向，促進高性能混凝土的健康發(fā)展。劉文斌在致辭中說，發(fā)展高性能混凝土是現(xiàn)代化建筑工業(yè)的重要標志，是節(jié)約資源、保護環(huán)境的重要措施，對節(jié)約水泥、降低噪聲和粉塵污染、保護環(huán)境、改善群眾居住環(huán)境具有重要意義。近年來，江西省為促進預拌混凝土行業(yè)健康有序發(fā)展，相繼出臺了一系列政策、規(guī)范和標準，不斷加強行業(yè)管理與服務。本次論壇為全國預拌混凝土行業(yè)提供一個相互交流、分析解決問題的平臺，也為江西省預拌混凝土企業(yè)提供了一次很好的學習機會。他希望參會代表通過交流，找到分析與解決預拌混凝土行業(yè)發(fā)展問題的方法，提升行業(yè)發(fā)展水平，促進行業(yè)技術進步。

  與會專家為參會代表帶來了精彩的學術報告，這些報告包括：清華大學教授廉慧珍的《HPC和UHPC》，江西貝融循環(huán)材料股份有限公司技術總監(jiān)趙筠的《國際上超高性能混凝土（UHPC）應用與標準化進展》，湖南大學土木工程學院教授黃政宇的《UHPC材料的力學性能及在我國橋梁工程中的應用及展望》，福州大學教授陳寶春的《超高性能混凝土制備與橋梁工程應用研究》，鄭州圣蘭軟件科技有限公司副總經理劉磊的《信息化為混凝土企業(yè)插上夢想的翅膀》，清華大學土木工程系教授樊健生的《超高性能混凝土材料在結構中的幾點研究應用進展》，蘇州西交利物浦大學講師夏駿的《超高性能混凝土在輕質橋板中的應用》，美國TA儀器專家楊勝鷹的《熱分析/流變與混凝土相關的應用》，清華大學教授覃維祖的《高性能混凝土配合比設計及優(yōu)化》，武漢大學教授何真的《高性能混凝土拌合物振動/非振動模式下的流變學特性》，長安大學教授段蘭的《危舊混凝土橋梁UHPFRC組合加固技術研究》，哈爾濱工業(yè)大學教授吳香國的《超高性能混凝土及其在可持續(xù)工程結構中的應用》，北京國建聯(lián)信認證中心評價中心主任尹靖宇的《綠色建材評價技術導則解讀》，江蘇蘇博特新材料股份有限公司研發(fā)部副主任劉建忠的《高強混凝土的流變特性與泵送性能評價初探》，臨沂大學副教授張偉的《高性能混凝土及其外加劑應用廿年思索與展望》，重慶大學材料科學與工程學院教授王智的《混凝土摻合料新變化及其對混凝土的影響》，東南大學材料科學與工程博士研究生黃偉的《粉煤灰對超高性能混凝土的水泥水化及微結構演變的影響》，江西貝融超高性能混凝土技術有限公司研發(fā)部工程師魯亞的《D400等級超高性能混凝土（UHPC）檢查井蓋的研制》。這些主題報告點面結合地對“高性能與超高性能混凝土技術進展”進行了深入的討論，給與會代表送來了行業(yè)最前沿的信息。

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  探索超高性能 打造百年品質

  廉慧珍從高性能混凝土的發(fā)展歷程和對高性能混凝土的再次深刻反思、如何正確理解和使用UHPC和尚需進行深入研究的問題等方面進行介紹。她表示，高性能混凝土最終目標是耐久性，把質量做好是耐久性的一個期望值、一個要求。耐久性的實質是能達到具體工程所需要的服役壽命，評價指標通常用“年”。我們期望的混凝土質量是：拌和物便于施工的、硬化后強度合適的、耐久的、不開裂的、綠色的，在實驗室無法檢測的，按處于一定環(huán)境中的耐久性目標要求做的混凝土。對于如何正確理解和使用UHPC？廉慧珍表示，任何事物都有其本征，都有利有弊，可以物盡其用，但最終要量材而用。從成本和代價來看，UHPC應該是一種適用于特殊工程要求的特種混凝土；從比強度和比剛度來看，它最適用于需要輕質高強的構件；UHPC最終不可能完全代替鋼材、木材或其他材料。

  趙筠分享了今年3月參加的“第4屆國際UHPC研討會”上的一篇報告“UHPC在國內的研究、應用與標準化進展情況”。進入本世紀后，歐美、日韓等許多國家均將UHPC作為新型的、未來的戰(zhàn)略性工程材料進行研究與開發(fā)，法國和日本率先制定了設計指南。目前，UHPC的配制、生產、施工和預制技術已經趨于成熟，結構性能與設計規(guī)范正處于發(fā)展完善的過程。趙筠通過橋梁、公路、停車樓等大量的圖文實例介紹了韓國、馬來西亞、瑞士、美國、德國、捷克、西班牙等國家在UHPC上的研究、發(fā)展與應用，并對比了日本、法國、瑞士、德國對UHPC或UHPFRC的定義，以及相關國家在UHPC標準化工作方面的進展情況。

  黃政宇在報告中通過大量的圖表、實驗數(shù)據(jù)介紹了超高性能混凝土的力學性能、抗壓性能、抗壓強度試驗、抗拉性能等關鍵參數(shù)。他表示，UHPC應用于橋梁工程中可以滿足結構大跨輕型化趨勢的需要（如超高強度與高彈性模量可有效減輕結構自重，滿足結構大跨輕盈的趨勢要求，超高性能混凝土輕型組合梁斜拉橋技術經濟跨徑可達1000m）以及惡劣環(huán)境地區(qū)的需要；高耐久性和高致密性可增加結構對惡劣環(huán)境的抵御能力，延緩結構裂縫的產生，減緩鋼筋銹蝕作用的發(fā)生，提高結構的使用壽命，同時降低維修和加固費用及其對環(huán)境的影響。

  陳寶春介紹了促進海峽兩岸科技合作聯(lián)合基金（重點項目）—超高性能混凝土制備與工程應用基礎研究項目的情況。該項目主要對UHPC材料的組成、細觀結構與性能，纖維增強機理與細觀邊學，UHPC制備技術，UHPC構件與結構應用基礎，UHPCFST組合材料與結構，標準編制等方面進行研究。在UHPC制備技術研究時，開發(fā)一種低水泥用量的高抗裂免蒸養(yǎng)超高強高韌性混凝土，其標準養(yǎng)護至28d時抗壓強度>120MPa，抗折強度>25MPa，彎曲韌性指數(shù)I20>15，抗裂等級V級。他還展示了UHPC拱橋、斜拉橋、梁橋在加拿大、瑞士和我國的應用情況，并介紹了我國第一座UHPC公路橋梁與人行橋—石家莊至磁縣公路改擴建工程第XJ-8標段K34+690，該橋為4跨先簡支后連續(xù)箱梁橋，跨徑布置為4m×30m，橫向布置3片箱梁，采用抗壓強度為130MPa的UHPC。

  夏駿介紹了超高性能混凝土在可開啟橋梁橋板方面的一系列研究和應用。分析結果表明，超高性能混凝土結合高性能的抗拉構件可以實現(xiàn)滿足自重和承載力要求的輕質橋板結構。他總結說，在11mm左右保護層作用下，UHPC材料和鋼筋粘結仍較好，但如采用高強鋼筋，則需保證端部有足夠的錨固，特別是CFRP鋼筋的端部錨固比較復雜；纖維朝向的軸向不均勻分布可以通過引入纖維空間角度的beta分布來考慮；通過將單軸的應力應變關系與表征朝向的概率分布參數(shù)相聯(lián)系，從而進行建模對其抗彎剛度和強度變化的估計；在UHPC梁中采用較高鋼筋配筋率的情況下，其偏向于受剪破壞（不添加抗剪鋼筋情況下）。這一抗剪破壞模式在使用非線性較強的高強鋼筋的情況下更為明顯。

  眾多行業(yè)領導和專家出席會議

  針對我國在役橋梁病害處治和提高使用荷載等級的實際要求，完善橋梁加固設計理論與方法，研發(fā)快速可靠的加固技術等亟待解決的關鍵問題，段蘭從混凝土橋梁加固方法現(xiàn)狀、足尺試驗研究、試驗結果分析這三方面，介紹了危舊混凝土橋梁UHPFRC組合加固技術的研究情況。她說，基于UHPFRC組合加固的思路在混凝土橋梁加固領域具有一定的技術優(yōu)勢、研究價值和工程需求；將鋼板-UHPFRC組合加固技術用于足尺預應力混凝土空心板梁的抗彎加固，整體工作性能良好，加固效果明顯。此外，UHPFRC還有一些需要討論的話題，如要明確UHPFRC的詳細制備、澆筑、養(yǎng)護流程（配合比與選材、結構受力方向與纖維方向、特殊環(huán)境區(qū)域），UHPFRC抗壓、抗拉指標的測試方案（平整度、厚度、寬度范圍、加持與加持力、應變測試及測點布置），針對抗拉指標的本構模型與纖維含量的關系。

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  吳香國講述了超高性能混凝土及其在可持續(xù)工程結構中的應用。他介紹說，結構優(yōu)化復合是解決UHPC結構造價昂貴導致應用瓶頸的有效途徑?；谶@種思路，采用基于多功能高性能UHPC免拆模板的復合結構設計，符合裝配整體式、可持續(xù)工程結構的發(fā)展要求。他用圖文解說形式介紹了基于多功能高性能免拆模板的可持續(xù)工程結構件產品的性能參數(shù)，并對UHPCC復合梁剪切性能試驗研究情況進行了介紹。UHPC永久模板復合梁的大量細密裂紋的特征，使得復合梁具有更好的耐久性能；對于使用過程中控裂要求較高的情況，復合梁有非常顯著的優(yōu)勢；UHPC預制單元對抗彎、抗剪開裂荷載和極限荷載的增強作用是顯著的；建立了UHPC復合梁抗彎、抗剪承載力理論公式，為新型結構形式在工程中的應用奠定了理論基礎；從理論上看，復合梁可以實現(xiàn)無腹筋設計，縱筋可減少30%。

  高性能 高品質 突破傳統(tǒng)舊配比

  對于高性能混凝土配合比設計及優(yōu)化，覃維祖認為，高性能混凝土是指具備需要的性能和勻質性的混凝土，若采用傳統(tǒng)的組分材料、普通的攪拌、澆注與養(yǎng)護操作，是不可能得到這種混凝土的。高性能混凝土是以高耐久性為目標發(fā)展起來的，耐久的混凝土是需要不開裂的，而不是需要強度高的混凝土。他通過高性能混凝土應用工程中的一些案例，對影響高性能混凝土性能耐久的參數(shù)進行了分析。覃維祖表示，混凝土的耐久性主要取決于其開裂敏感性，而降低混凝土用水量，優(yōu)化配合比，在保證其力學性能滿足設計要求的前提下，便可以同時減少膠結材料用量，達到同時減小混凝土的干縮、自身收縮和溫度變形的要求，從而改善混凝土耐久性。

  隨著混凝土技術的發(fā)展，如何更好地認識混凝土性能的新方法？何真帶來了混凝土流變學新的研發(fā)方向—高性能混凝土拌合物振動/非振動模式下的流變學特性。她指出流變性試驗存在的問題，并通過大量實驗圖表和數(shù)據(jù)，圍繞減水劑對流變性能的影響、礦物摻和料單（復）摻對流變性的影響、集料級配和形狀對流變性的影響、拌合工藝和試驗模式對流變性的影響，非振動模式下的流變特征參數(shù)、振動模式下的特征參數(shù)、振動模式下流變性測試與結果、攪拌制度與配比、振動與非振動模式下的試驗程序設計等展開講解。她總結說，振動/非振動模式下超高性能混凝土應關注纖維與流變參數(shù)的關系、屈服應力與塑性粘度的合理范圍、耗散模量與剪切增稠的關系、試驗與模擬方法等，并提出今后可關注動態(tài)流變參數(shù)與不同材料特性的關系、動態(tài)流變性的工程特性、超高性能混凝土動態(tài)流變性等。

  劉建忠介紹了高強混凝土的流變特性、高強混凝土泵送過程的流動行為、高強混凝土泵送性能評價方法等。他表示，高強混凝土水膠比低、減水劑用量高導致顆粒間距較小、間隙液粘度大、減水劑分子易纏結，因而顆粒間作用力強，混凝土粘度大，剪切增稠。高強混凝土的高粘度、壓力下的骨料吸水、混凝土體系穩(wěn)定性、泵送過程中混凝土含氣量的變化、混凝土的剪切行為，以及壓力作用與剪切過程中的流動性損失等是導致高強混凝土泵送問題的主要原因。目前混凝土泵送性能評價方法現(xiàn)狀是：以壓力泌水、流動性及經時損失為主要評價指標；靜態(tài)的流動性及經時損失評價，忽略了壓力以及剪切作用的影響；以坍落度、擴展度為關鍵參數(shù)的評價方法不適用于高強混凝土體系，因此目前的評價方法不夠全面。

  混凝土具有靈性，高性能混凝土就是主動地設計、控制和利用混凝土的靈性。而摻和料是高性能混凝土不可或缺的組分。王智介紹了混凝土與摻和料、混凝土摻和料新變化、脫硝粉煤灰、循環(huán)流化床固硫灰渣。隨著混凝土摻和料種類的不斷增加，且多為副產物，經后加工工藝的變化而自身性能變化很大。對于脫硝粉煤灰性質變化的未知點，要注意粉煤灰氨含量與脫硝工藝（氨逃逸）的關系、粉煤灰氨含量對水泥或混凝土性質的影響、粉煤灰氨含量的閾值控制與檢測方法。他強調，混凝土摻和料自身性能的不確定性和變異性使其在混凝土中的應用值得密切關注和深入研究。

  粉煤灰作為火力發(fā)電廠的工業(yè)廢棄物，可以在超高性能混凝土（UHPC）中取代部分水泥，使其更加節(jié)能與生態(tài)。黃偉研究了不同粉煤灰（F級和C級）對UHPC的強度發(fā)展規(guī)律及其水泥水化和微結構演變過程的影響。研究結果表明，F(xiàn)級和C級粉煤灰對UHPC的強度發(fā)展有著截然不同的影響，這是粉煤灰本身復雜的化學反應活性而不是簡單的填料效應。在UHPC中，粉煤灰的火山灰活性和水硬性（C級）產生的碳酸鹽相AFm-CO3對UHPC的強度發(fā)展影響較小。粉煤灰的化學反應和水泥水化對UHPC中的水分產生強烈的競爭現(xiàn)象，粉煤灰溶解釋放的鋁酸鹽能夠促進形成大量的鈣礬石，消耗了UHPC中大量的水分，使得給予水泥水化產生所需要的水分顯著減小，抑制了水泥水化。形成的鈣礬石雖然降低了體系的孔隙率，但并沒有減小結構的顆?？讖?，沒有起到孔隙結構的細化作用。

  論壇期間，樊健生、劉磊、張偉、魯亞的主題演講也均受到與會者的好評與歡迎。為了傳播在高性能混凝土與超高性能混凝土領域中先進企業(yè)的混凝土材料、新技術和新設備，本次論壇還組織了產品展示。同時，主辦方還組織介紹了氧化鎂膨脹劑的相關情況和超高性能混凝土標準編制相關情況。

  一年一度的井岡山論壇探討了緊跟時代潮流的最熱點話題；思想的碰撞和觀點的解讀，為混凝土行業(yè)指明了發(fā)展的方向，使整個行業(yè)處于穩(wěn)健的、創(chuàng)新的、可持續(xù)的發(fā)展狀態(tài)中。