[原创]名家纵横 巅峰论道——第三届井冈山论坛会议侧记

会议现场

  6月18日，五指峰下，南湖水边。以“高性能与超高性能混凝土技术进展”为主题的“第三届井冈山论坛”在此隆重召开。论坛由中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会和江西省散装水泥和预拌混凝土协会联合主办。

  中国混凝土与水泥制品协会常务副秘书长曾庆东、预拌混凝土分会理事长韩先福、江西省散装水泥办公室主任刘文斌等行业领导、专家、企业代表共300余人共聚一堂，交流探讨国内外混凝土发展前沿技术。论坛开幕式由预拌混凝土分会秘书长师海霞主持。

  本届井冈山论坛是预拌混凝土行业贯彻落实国办文件《关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见》精神的实践活动之一，旨在为预拌和预制混凝土企业、建设施工单位、科研院所和高校的广大从业人员搭建平台，交流高性能混凝土先进及适用技术，及时了解国内外超高性能混凝土的研究与应用进展，分享和学习相关技术、知识与经验，探讨混凝土发展的前沿技术。

  曾庆东在开幕式上表示，技术创新是永恒的主题，本届论坛为混凝土技术发展提出了思考的方向；希望大家通过深入的切磋和探讨，充分认识国内高性能混凝土领域的发展现状和未来走向，促进高性能混凝土的健康发展。刘文斌在致辞中说，发展高性能混凝土是现代化建筑工业的重要标志，是节约资源、保护环境的重要措施，对节约水泥、降低噪声和粉尘污染、保护环境、改善群众居住环境具有重要意义。近年来，江西省为促进预拌混凝土行业健康有序发展，相继出台了一系列政策、规范和标准，不断加强行业管理与服务。本次论坛为全国预拌混凝土行业提供一个相互交流、分析解决问题的平台，也为江西省预拌混凝土企业提供了一次很好的学习机会。他希望参会代表通过交流，找到分析与解决预拌混凝土行业发展问题的方法，提升行业发展水平，促进行业技术进步。

  与会专家为参会代表带来了精彩的学术报告，这些报告包括：清华大学教授廉慧珍的《HPC和UHPC》，江西贝融循环材料股份有限公司技术总监赵筠的《国际上超高性能混凝土（UHPC）应用与标准化进展》，湖南大学土木工程学院教授黄政宇的《UHPC材料的力学性能及在我国桥梁工程中的应用及展望》，福州大学教授陈宝春的《超高性能混凝土制备与桥梁工程应用研究》，郑州圣兰软件科技有限公司副总经理刘磊的《信息化为混凝土企业插上梦想的翅膀》，清华大学土木工程系教授樊健生的《超高性能混凝土材料在结构中的几点研究应用进展》，苏州西交利物浦大学讲师夏骏的《超高性能混凝土在轻质桥板中的应用》，美国TA仪器专家杨胜鹰的《热分析/流变与混凝土相关的应用》，清华大学教授覃维祖的《高性能混凝土配合比设计及优化》，武汉大学教授何真的《高性能混凝土拌合物振动/非振动模式下的流变学特性》，长安大学教授段兰的《危旧混凝土桥梁UHPFRC组合加固技术研究》，哈尔滨工业大学教授吴香国的《超高性能混凝土及其在可持续工程结构中的应用》，北京国建联信认证中心评价中心主任尹靖宇的《绿色建材评价技术导则解读》，江苏苏博特新材料股份有限公司研发部副主任刘建忠的《高强混凝土的流变特性与泵送性能评价初探》，临沂大学副教授张伟的《高性能混凝土及其外加剂应用廿年思索与展望》，重庆大学材料科学与工程学院教授王智的《混凝土掺合料新变化及其对混凝土的影响》，东南大学材料科学与工程博士研究生黄伟的《粉煤灰对超高性能混凝土的水泥水化及微结构演变的影响》，江西贝融超高性能混凝土技术有限公司研发部工程师鲁亚的《D400等级超高性能混凝土（UHPC）检查井盖的研制》。这些主题报告点面结合地对“高性能与超高性能混凝土技术进展”进行了深入的讨论，给与会代表送来了行业最前沿的信息。

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  探索超高性能 打造百年品质

  廉慧珍从高性能混凝土的发展历程和对高性能混凝土的再次深刻反思、如何正确理解和使用UHPC和尚需进行深入研究的问题等方面进行介绍。她表示，高性能混凝土最终目标是耐久性，把质量做好是耐久性的一个期望值、一个要求。耐久性的实质是能达到具体工程所需要的服役寿命，评价指标通常用“年”。我们期望的混凝土质量是：拌和物便于施工的、硬化后强度合适的、耐久的、不开裂的、绿色的，在实验室无法检测的，按处于一定环境中的耐久性目标要求做的混凝土。对于如何正确理解和使用UHPC？廉慧珍表示，任何事物都有其本征，都有利有弊，可以物尽其用，但最终要量材而用。从成本和代价来看，UHPC应该是一种适用于特殊工程要求的特种混凝土；从比强度和比刚度来看，它最适用于需要轻质高强的构件；UHPC最终不可能完全代替钢材、木材或其他材料。

  赵筠分享了今年3月参加的“第4届国际UHPC研讨会”上的一篇报告“UHPC在国内的研究、应用与标准化进展情况”。进入本世纪后，欧美、日韩等许多国家均将UHPC作为新型的、未来的战略性工程材料进行研究与开发，法国和日本率先制定了设计指南。目前，UHPC的配制、生产、施工和预制技术已经趋于成熟，结构性能与设计规范正处于发展完善的过程。赵筠通过桥梁、公路、停车楼等大量的图文实例介绍了韩国、马来西亚、瑞士、美国、德国、捷克、西班牙等国家在UHPC上的研究、发展与应用，并对比了日本、法国、瑞士、德国对UHPC或UHPFRC的定义，以及相关国家在UHPC标准化工作方面的进展情况。

  黄政宇在报告中通过大量的图表、实验数据介绍了超高性能混凝土的力学性能、抗压性能、抗压强度试验、抗拉性能等关键参数。他表示，UHPC应用于桥梁工程中可以满足结构大跨轻型化趋势的需要（如超高强度与高弹性模量可有效减轻结构自重，满足结构大跨轻盈的趋势要求，超高性能混凝土轻型组合梁斜拉桥技术经济跨径可达1000m）以及恶劣环境地区的需要；高耐久性和高致密性可增加结构对恶劣环境的抵御能力，延缓结构裂缝的产生，减缓钢筋锈蚀作用的发生，提高结构的使用寿命，同时降低维修和加固费用及其对环境的影响。

  陈宝春介绍了促进海峡两岸科技合作联合基金（重点项目）—超高性能混凝土制备与工程应用基础研究项目的情况。该项目主要对UHPC材料的组成、细观结构与性能，纤维增强机理与细观边学，UHPC制备技术，UHPC构件与结构应用基础，UHPCFST组合材料与结构，标准编制等方面进行研究。在UHPC制备技术研究时，开发一种低水泥用量的高抗裂免蒸养超高强高韧性混凝土，其标准养护至28d时抗压强度>120MPa，抗折强度>25MPa，弯曲韧性指数I20>15，抗裂等级V级。他还展示了UHPC拱桥、斜拉桥、梁桥在加拿大、瑞士和我国的应用情况，并介绍了我国第一座UHPC公路桥梁与人行桥—石家庄至磁县公路改扩建工程第XJ-8标段K34+690，该桥为4跨先简支后连续箱梁桥，跨径布置为4m×30m，横向布置3片箱梁，采用抗压强度为130MPa的UHPC。

  夏骏介绍了超高性能混凝土在可开启桥梁桥板方面的一系列研究和应用。分析结果表明，超高性能混凝土结合高性能的抗拉构件可以实现满足自重和承载力要求的轻质桥板结构。他总结说，在11mm左右保护层作用下，UHPC材料和钢筋粘结仍较好，但如采用高强钢筋，则需保证端部有足够的锚固，特别是CFRP钢筋的端部锚固比较复杂；纤维朝向的轴向不均匀分布可以通过引入纤维空间角度的beta分布来考虑；通过将单轴的应力应变关系与表征朝向的概率分布参数相联系，从而进行建模对其抗弯刚度和强度变化的估计；在UHPC梁中采用较高钢筋配筋率的情况下，其偏向于受剪破坏（不添加抗剪钢筋情况下）。这一抗剪破坏模式在使用非线性较强的高强钢筋的情况下更为明显。

  众多行业领导和专家出席会议

  针对我国在役桥梁病害处治和提高使用荷载等级的实际要求，完善桥梁加固设计理论与方法，研发快速可靠的加固技术等亟待解决的关键问题，段兰从混凝土桥梁加固方法现状、足尺试验研究、试验结果分析这三方面，介绍了危旧混凝土桥梁UHPFRC组合加固技术的研究情况。她说，基于UHPFRC组合加固的思路在混凝土桥梁加固领域具有一定的技术优势、研究价值和工程需求；将钢板-UHPFRC组合加固技术用于足尺预应力混凝土空心板梁的抗弯加固，整体工作性能良好，加固效果明显。此外，UHPFRC还有一些需要讨论的话题，如要明确UHPFRC的详细制备、浇筑、养护流程（配合比与选材、结构受力方向与纤维方向、特殊环境区域），UHPFRC抗压、抗拉指标的测试方案（平整度、厚度、宽度范围、加持与加持力、应变测试及测点布置），针对抗拉指标的本构模型与纤维含量的关系。

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  吴香国讲述了超高性能混凝土及其在可持续工程结构中的应用。他介绍说，结构优化复合是解决UHPC结构造价昂贵导致应用瓶颈的有效途径。基于这种思路，采用基于多功能高性能UHPC免拆模板的复合结构设计，符合装配整体式、可持续工程结构的发展要求。他用图文解说形式介绍了基于多功能高性能免拆模板的可持续工程结构件产品的性能参数，并对UHPCC复合梁剪切性能试验研究情况进行了介绍。UHPC永久模板复合梁的大量细密裂纹的特征，使得复合梁具有更好的耐久性能；对于使用过程中控裂要求较高的情况，复合梁有非常显著的优势；UHPC预制单元对抗弯、抗剪开裂荷载和极限荷载的增强作用是显著的；建立了UHPC复合梁抗弯、抗剪承载力理论公式，为新型结构形式在工程中的应用奠定了理论基础；从理论上看，复合梁可以实现无腹筋设计，纵筋可减少30%。

  高性能 高品质 突破传统旧配比

  对于高性能混凝土配合比设计及优化，覃维祖认为，高性能混凝土是指具备需要的性能和匀质性的混凝土，若采用传统的组分材料、普通的搅拌、浇注与养护操作，是不可能得到这种混凝土的。高性能混凝土是以高耐久性为目标发展起来的，耐久的混凝土是需要不开裂的，而不是需要强度高的混凝土。他通过高性能混凝土应用工程中的一些案例，对影响高性能混凝土性能耐久的参数进行了分析。覃维祖表示，混凝土的耐久性主要取决于其开裂敏感性，而降低混凝土用水量，优化配合比，在保证其力学性能满足设计要求的前提下，便可以同时减少胶结材料用量，达到同时减小混凝土的干缩、自身收缩和温度变形的要求，从而改善混凝土耐久性。

  随着混凝土技术的发展，如何更好地认识混凝土性能的新方法？何真带来了混凝土流变学新的研发方向—高性能混凝土拌合物振动/非振动模式下的流变学特性。她指出流变性试验存在的问题，并通过大量实验图表和数据，围绕减水剂对流变性能的影响、矿物掺和料单（复）掺对流变性的影响、集料级配和形状对流变性的影响、拌合工艺和试验模式对流变性的影响，非振动模式下的流变特征参数、振动模式下的特征参数、振动模式下流变性测试与结果、搅拌制度与配比、振动与非振动模式下的试验程序设计等展开讲解。她总结说，振动/非振动模式下超高性能混凝土应关注纤维与流变参数的关系、屈服应力与塑性粘度的合理范围、耗散模量与剪切增稠的关系、试验与模拟方法等，并提出今后可关注动态流变参数与不同材料特性的关系、动态流变性的工程特性、超高性能混凝土动态流变性等。

  刘建忠介绍了高强混凝土的流变特性、高强混凝土泵送过程的流动行为、高强混凝土泵送性能评价方法等。他表示，高强混凝土水胶比低、减水剂用量高导致颗粒间距较小、间隙液粘度大、减水剂分子易缠结，因而颗粒间作用力强，混凝土粘度大，剪切增稠。高强混凝土的高粘度、压力下的骨料吸水、混凝土体系稳定性、泵送过程中混凝土含气量的变化、混凝土的剪切行为，以及压力作用与剪切过程中的流动性损失等是导致高强混凝土泵送问题的主要原因。目前混凝土泵送性能评价方法现状是：以压力泌水、流动性及经时损失为主要评价指标；静态的流动性及经时损失评价，忽略了压力以及剪切作用的影响；以坍落度、扩展度为关键参数的评价方法不适用于高强混凝土体系，因此目前的评价方法不够全面。

  混凝土具有灵性，高性能混凝土就是主动地设计、控制和利用混凝土的灵性。而掺和料是高性能混凝土不可或缺的组分。王智介绍了混凝土与掺和料、混凝土掺和料新变化、脱硝粉煤灰、循环流化床固硫灰渣。随着混凝土掺和料种类的不断增加，且多为副产物，经后加工工艺的变化而自身性能变化很大。对于脱硝粉煤灰性质变化的未知点，要注意粉煤灰氨含量与脱硝工艺（氨逃逸）的关系、粉煤灰氨含量对水泥或混凝土性质的影响、粉煤灰氨含量的阈值控制与检测方法。他强调，混凝土掺和料自身性能的不确定性和变异性使其在混凝土中的应用值得密切关注和深入研究。

  粉煤灰作为火力发电厂的工业废弃物，可以在超高性能混凝土（UHPC）中取代部分水泥，使其更加节能与生态。黄伟研究了不同粉煤灰（F级和C级）对UHPC的强度发展规律及其水泥水化和微结构演变过程的影响。研究结果表明，F级和C级粉煤灰对UHPC的强度发展有着截然不同的影响，这是粉煤灰本身复杂的化学反应活性而不是简单的填料效应。在UHPC中，粉煤灰的火山灰活性和水硬性（C级）产生的碳酸盐相AFm-CO3对UHPC的强度发展影响较小。粉煤灰的化学反应和水泥水化对UHPC中的水分产生强烈的竞争现象，粉煤灰溶解释放的铝酸盐能够促进形成大量的钙矾石，消耗了UHPC中大量的水分，使得给予水泥水化产生所需要的水分显著减小，抑制了水泥水化。形成的钙矾石虽然降低了体系的孔隙率，但并没有减小结构的颗粒孔径，没有起到孔隙结构的细化作用。

  论坛期间，樊健生、刘磊、张伟、鲁亚的主题演讲也均受到与会者的好评与欢迎。为了传播在高性能混凝土与超高性能混凝土领域中先进企业的混凝土材料、新技术和新设备，本次论坛还组织了产品展示。同时，主办方还组织介绍了氧化镁膨胀剂的相关情况和超高性能混凝土标准编制相关情况。

  一年一度的井冈山论坛探讨了紧跟时代潮流的最热点话题；思想的碰撞和观点的解读，为混凝土行业指明了发展的方向，使整个行业处于稳健的、创新的、可持续的发展状态中。