新材料新工藝引領行業新方向中交二航局超高性能混凝土噴射施工技術再升級

當前，我國混凝土市場規模保持穩定增長，但也面臨需求不足、原材料價格波動大、環保壓力增大、行業競爭激烈等挑戰。

為提升市場競爭力，中交第二航務工程局有限公司（以下簡稱“中交二航局”）技術中心自主研發超高性能混凝土噴射施工技術，解決潮汐區鋼筋混凝土構筑物修復窗口期短、異形結構及頂板支模工藝復雜、耐久性不足等問題，大幅提升濱海構筑物修復施工效率及其服役壽命。

材料配方革新解鎖UHPC噴射新篇章

超高性能混凝土，即UHPC（Ultra－high Performance Concrete），是一種具有超高強度、超高韌性、超高耐久性和優異工作性的新型水泥基復合材料。然而，要將這種新材料應用于海洋構筑物修復，并非易事。UHPC因膠凝材料使用量大，水膠比超低，拌和出的材料通常黏度很大，因此多用于制備預制構件或現澆施工，并需輔以高頻振動成型。要想將UHPC泵送后再噴射施工，首先必須解決黏度大的問題。建設團隊嘗試多次后，黏度問題仍如同“頑疾”，導致泵送噴射效果一直很不理想。

中交二航局技術團隊從材料組成和配比上尋找突破，探索通過添加一些特殊添加劑來改善UHPC黏度特性。“我們根據顆粒堆積最大密實理論，構建噴射UHPC材料堆積模型，再通過摻入觸變劑調整UHPC的流變性能，配制出適用于噴射施工不同強度等級的UHPC。”中交二航局技術中心執行總經理張國志介紹。

以理論計算為堅實基石，技術團隊精心調配砂膠比與礦物摻合料的摻入量，設計了UC120、UC150兩種強度等級的配合比方案，每個環節都凝聚著對材料性能的深刻理解與精準把控。隨后，技術團隊使用專用減水劑，對UHPC的坍落度進行細致調整，并通過噴射試驗驗證，確定了新拌噴射UHPC適宜的坍落度范圍。值得一提的是，中交二航局技術團隊自主研發的HM－1型觸變劑，顯著增強了UHPC拌合物的觸變性與噴射施工的順暢性，展現了團隊在材料創新方面的深厚實力。

功夫不負苦心人，技術團隊基于UC120和UC150兩種強度等級的UHPC基體配合比，摻入觸變劑和纖維，并通過調整減水劑摻量控制噴射UHPC的坍落度在理想范圍內，最終研發出可噴射UHPC。

設備構造優化實現UHPC噴射新飛躍

不過，UHPC具有黏度大、容重大、輸送慢等特性，這給連續噴射施工帶來困擾。為順利進行UHPC噴射施工，中交二航局技術團隊根據UHPC特性，對現有設備進行相應改造和優化設計，研制UHPC噴射專用設備。按照物料壓送方式，混凝土濕噴機一般分為風送式和泵送式。風送式噴射機內部橡膠件較多、易磨損，且平均回彈率要大于泵送式噴射機，而UHPC中鋼纖維含量較高，增加了對設備的磨損，因此團隊選擇泵送式濕噴機進行改良優化。“我們主要從提升物料吸入效率、優化脈沖現象和改善進氣機制等三方面對設備進行改良優化。”中交二航局技術中心先進材料技術部主任陳飛翔介紹。

中交二航局技術團隊通過對泵機系統的核心組件進行技術升級，實現UHPC材料的高效吸入與順暢傳輸，解決了因材料特性導致的吸料難題。同時，團隊創新調整噴漿管設計，有效改善物料流動過程中的脈沖現象，提升輸送平穩性。此外，團隊采用全新進風方式，優化料流噴出后的分散與霧化效果，進一步增強施工連續性和穩定性。這些改進極大提高了設備性能，讓UHPC可以順利進行連續噴射施工。

日前，UHPC噴射修復加固技術在杭州灣跨海大橋和青島一海水浴場成功應用。中交二航局從噴射UHPC材料研發、裝備研制到施工組織設計開展了一系列有益探索，進一步拓展UHPC應用場景，對UHPC推廣應用具有重要意義，有力促進海洋構筑物向長壽命化和高耐久方向發展。

（王松 林金浪 陳飛翔）