超高性能混凝土（UHPC）發(fā)展史
1973年：DSP理論 Hans Henrik Bache于1973年提出DSP理論 1978年：USHC和UHPC/UHPFRC突破，丹麥 丹麥阿爾博波特蘭公司的Hans Henrik Bache先生基于其DSP理論 1979年：第一項(xiàng)UHPC專利，丹麥 丹麥阿爾博波特蘭公司申請(qǐng)了第一項(xiàng)UHPC專利（歐洲專利）：Shaped article and composite material and method for producing same（有形產(chǎn)品與復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法）（發(fā)明人：Hans Henrik Bache 1981年：第一篇UHPC論文/創(chuàng)新應(yīng)用—耐磨喂料鏟 第一篇UHPC論文：Densified cement / ultra-fine particle-based materials（基于密實(shí)化水泥/超細(xì)顆粒的材料）（H. H. Bache先生撰寫） 創(chuàng)新的水泥磨喂料鏟 1982年：新結(jié)構(gòu)—UHSC中空預(yù)應(yīng)力柱，丹麥 用于輕軌懸鏈線支撐的中空預(yù)應(yīng)力柱（截面尺寸200x300mm 1983年：第一個(gè)UHPC品牌商標(biāo)和預(yù)混料工廠 丹麥阿爾博波特蘭公司建立了第一家UHPC預(yù)混料生產(chǎn)工廠，并申請(qǐng)了Densit?商標(biāo) 1985年：新施工方法—噴射UHPC 噴射施工UHPC用于維修/加固混凝土結(jié)構(gòu)（橋梁 1986~1987年：CRC理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 基于斷裂力學(xué)方法，H.H. Bache提出了CRC理論 1988年：里程碑論文 1989年：創(chuàng)新應(yīng)用—水工結(jié)構(gòu)維修，荷蘭 UHPC在荷蘭水工結(jié)構(gòu)的多種維修中應(yīng)用——沖磨損壞的船閘和水閘。 1990年：新施工方法—水下澆筑/樁加固和保護(hù) 采用水下澆筑UHPC修復(fù)海底一段26m長的天然氣管道的保護(hù)結(jié)構(gòu)——該管道的原混凝土保護(hù)層已破壞。在水下無振動(dòng)澆筑10cm厚R-UHPC層。UHPC（Densit?，dmax= 5mm骨料，0.75%體積鋼纖維）通過直徑50cm的軟管泵入底部入口，UHPC流入并填充在天然氣管道和外模板之間的空間，同時(shí)水從頂部出口強(qiáng)制排出。 1990~1993年，UHPC在委內(nèi)瑞拉應(yīng)用于加固樁和海上平臺(tái)（后來在該領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用）。 1992年：多國研究項(xiàng)目—DUREPSYS (1992~1995年)，丹麥/德國/荷蘭 歐盟資助的多國研究項(xiàng)目(Brite/EuRam2) —— Low Cost Durable Cement-based Repair and Rehabilitation Systems（低成本耐久水泥基維修和修復(fù)系統(tǒng)）（DUREPSYS，1992~1995年）啟動(dòng)。協(xié)調(diào)單位：Densit A/S（丹麥）。參與單位：阿爾博波特蘭公司（丹麥）、波鴻魯爾大學(xué)（德國） 1993年：多國研究項(xiàng)目—MINISTRUCT (1993~1996)/中國突破 1994年：出現(xiàn)UHPC名稱/里程碑論文/創(chuàng)新應(yīng)用—CRC板替代鑄鐵板，丹麥 F. de Larrard和 T. Sedran撰寫的論文Optimization of Ultra-High Performance Concrete by the Use of a Packing Model（運(yùn)用堆積模型優(yōu)化超高性能混凝土）在Cement and Concrete Research上發(fā)表 (V24, No.6, 1994)。這篇論文使用了超高性能混凝土 (UHPC)名稱，但文中實(shí)際指的是超高強(qiáng)混凝土 (UHSC，沒有纖維增強(qiáng))。目前，美國、中國等部分國家以及本文語境中，UHPC指的是纖維增強(qiáng)混凝土或復(fù)合材料，即等同于UHPFRC。 H.H. Bache的論文Design for Ductility （延性設(shè)計(jì)）發(fā)表在Concrete Technology: New Trends, Industrial Applications 《混凝土技術(shù)：工業(yè)應(yīng)用新趨勢》書中（Taylor & Francis出版，第8章，1994年）。這篇論文介紹了基于斷裂力學(xué)的設(shè)計(jì)原理，H.H. Bache在逾15年的超高強(qiáng)度水泥基材料（DSP材料和CRC）相關(guān)研究設(shè)計(jì)中使用了這些原理。 CRC (R-UHPC) 板用作菲英島-希蘭島鐵路隧道底部的承重排水溝蓋板（大貝爾特海峽通道項(xiàng)目，丹麥）。用CRC預(yù)制43,000個(gè)排水溝蓋板（40mm 厚），采用DSP膠凝材料 (Densit?)、天然骨料、6% 體積鋼纖維以及8mm直徑鋼筋。相對(duì)于先前使用的鑄鐵板，CRC板解決方案價(jià)格更低且電氣性能更好。這些承受火車各種荷載并暴露在海水中CRC板，設(shè)計(jì)使用壽命為100年，目前已使用近30年。建議檢查這些CRC板的現(xiàn)狀，里面包含了UHPC結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中寶貴的耐久性信息。 UHPC/CRC用于預(yù)制混凝土構(gòu)件的接縫連接——1995~1996年奧爾堡大學(xué)兩棟新建筑 (14,000m2) 的鋼筋混凝土預(yù)制板采用CRC連接（UHPC濕接縫連接）。 P. Richard和M.Cheyrezy撰寫的論文Composition of Reactive Powder Concretes（活性粉末混凝土的組成）在Cement and Concrete Research (V25, No.7, 1995)上發(fā)表。這篇論文得到廣泛傳播和閱讀，并使很多人誤認(rèn)為UHPC始于1995年的活性粉末混凝土（RPC）。 1996年：開始長期耐久性試驗(yàn)，美國 第一批RPC/UHPC試件被放置在美國緬因州特里特島潮汐區(qū)的海洋暴露試驗(yàn)站，進(jìn)行長期耐久性試驗(yàn) 1997年：新結(jié)構(gòu)—CRC陽臺(tái)/人行天橋/預(yù)應(yīng)力梁 一些新設(shè)計(jì)和應(yīng)用的UHPC結(jié)構(gòu)： 第一個(gè)輕薄 CRC (R-UHPC) 陽臺(tái)在丹麥生產(chǎn)和安裝 第一座采用UHPC桁架梁和橋面板的人行橋在加拿大Sherbrooke建成 法國Cattenom發(fā)電廠冷卻塔采用預(yù)應(yīng)力UHPC（RPC）梁替換銹蝕鋼梁 1999年：維修加固理論，瑞士 瑞士洛桑理工（EPFL）的Brühwiler教授于1999年提出運(yùn)用UHPFRC維修加固或修復(fù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的理論 2000年：Hi-Con工廠建立 Hi-Con在丹麥建立了第一家專門生產(chǎn)預(yù)制CRC/UHPC構(gòu)件的工廠，生產(chǎn)各種優(yōu)雅 2001年：世界第一座公路橋，法國 法國建成兩座UHPC公路橋梁——Bourg-lès-Valence OA4和OA6跨線橋，采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力π形UHPC梁，梁間的縱、橫縫均采用UHPC濕接縫連接（BSI?，dmax= 6mm骨料和3% 體積鋼纖維）。 2002年：第1個(gè)UHPC指南，法國/新結(jié)構(gòu)—韓國和日本的人行橋，荷蘭 Kaag 橋的CRC板 第一個(gè)UHPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工指南：《超高性能纖維增強(qiáng)混凝土-暫行指南》（法文和英文版），由法國AFGC和SETRA組織制定。 韓國仙游人行橋、日本Sakata-Mirai人行橋建成。Sakata Mirai人行橋還用于UHPC在海洋環(huán)境長期耐久性的暴露試驗(yàn)。荷蘭薩森海姆Kaag大橋采用CRC(R-UHPC) 橋面板進(jìn)行修復(fù)。 2003年：創(chuàng)新應(yīng)用—Caland橋OSD加固，荷蘭 2003年，采用環(huán)氧樹脂粘結(jié)R-UHPC層加固荷蘭Caland橋正交異性鋼橋面板（OSD），此后荷蘭多座橋梁又先后采用這一方案進(jìn)行加固。 2004年：世界首屆UHPC國際研討會(huì)/創(chuàng)新應(yīng)用/日本指南 世界首屆UHPC國際研討會(huì)于2004年9月13-15日在德國卡塞爾大學(xué)舉行。 UHPC罩面層用于修復(fù)、拓寬和保護(hù)瑞士錫永近郊拉莫爾日河上的一座公路橋。 2004年，法國采用UHPC修復(fù)阿爾卑斯山區(qū)一個(gè)渡槽底板，經(jīng)歷百年一遇的洪水證明，專用UHPC可同時(shí)具備高耐磨和高抗沖擊性能。 2004年 2005年：新結(jié)構(gòu)—開發(fā)出UHPC箱形 設(shè)計(jì)并建造了各類UHPC梁的公路橋： 法國PS34跨線橋采用UHPC箱梁 法國St Pierre La Cour橋和澳大利亞Shepherds Creek Road橋采用UHPC工字梁和傳統(tǒng) 鋼筋混凝土橋面板 日本堀越公路 C匝道福岡大橋組合工字梁，等 由Deutsche Forschungsgemeinschaft（DFG 2006年：新結(jié)構(gòu)—中國UHPC T梁 遷曹鐵路建成了中國首座UHPC（RPC）T梁橋。自2006年以來 美國第一座UHPC公路橋——采用UHPC Bulb-T梁的Mars Hill橋在愛荷華州瓦佩洛縣建成。 在加拿大 2007年：新結(jié)構(gòu)/研究計(jì)劃—Super Bridge 200 (2007~2012) 采用UHPC預(yù)制板的新G?rtnerplatz人行橋在德國卡塞爾建成 韓國啟動(dòng)“Super Bridge 200”研究計(jì)劃（2007~2012） 2008年：第二屆UHPC國際研討會(huì) 第二屆UHPC國際研討會(huì)在德國卡塞爾大學(xué)舉辦 2009年：法國系列UHPC研討會(huì)/羽田機(jī)場第四跑道預(yù)制UHPC板 2009年11月，第一屆RILEM-fib-AFGC UHPFRC國際研討會(huì)在法國馬賽舉行 日本羽田機(jī)場第四跑道采用雙向預(yù)應(yīng)力UHPC預(yù)制板建造 在美國紐約州奧尼昂塔Otego Creek河23號(hào)國道橋 2010年：新結(jié)構(gòu)—馬來西亞第一座UHPC公路橋、第一座UHPC拱橋—奧地利Wild橋 馬來西亞建成第一座UHPC梁公路橋（Kampung Linsum橋），此后，馬來西亞各類UHPC梁的橋梁數(shù)量迅速增長。 世界上第一座UHPC公路拱橋——Wild橋在奧地利建成。 2011年：創(chuàng)新應(yīng)用—馬房大橋修復(fù)，中國/UHPC華夫板橋面板應(yīng)用 中國廣東肇慶馬坊公路大橋采用鋼-UHPC（又名STC 美國將UHPC華夫橋面板（雙向肋板、模塊化橋面板）用于公路橋梁——愛荷華州瓦佩洛縣的Little Cedar Creek橋 2013年：法國和美國指南/新結(jié)構(gòu)—MUCEM 法國AFGC發(fā)布第一個(gè)暫行指南的修訂正式版《超高性能纖維增強(qiáng)混凝土–指南》（法文和英文） 美國FHWA發(fā)布指南：《預(yù)制UHPC華夫橋面板系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南，包括連接》 (FHWA-HIF-13-032) MUCEM（法國馬賽歐洲和地中海文明博物館）——樹狀柱 2014年：現(xiàn)澆UHPC接縫指南/中國首座UHPC箱梁公路橋 美國FHWA發(fā)布指南：《現(xiàn)場澆筑UHPC接縫設(shè)計(jì)和施工》(FHWA-HRT-14-084) 河北省建成第一座中國UHPC箱梁公路橋 2015年：中國標(biāo)準(zhǔn)/馬來西亞100m跨徑UHPC箱梁橋/捷克UHPC梁人行斜拉橋 發(fā)布中國國標(biāo)：《活性粉末混凝土》 (GB/T31387-2015) 發(fā)布中國廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)：《超高性能輕型復(fù)合橋面板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GDJTG/TA01—2015）。 馬來西亞建造了100m跨徑的UHPC箱梁橋（Batu 6）。 捷克共和國建造了156m跨徑的UHPC人行斜拉橋--Celakovice橋 中國福州建成10m跨徑的UHPC拱形人行橋，丹麥，但在高效減水劑問世前未能在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn) 。 ，成功實(shí)驗(yàn)制備出超高強(qiáng)度混凝土（USHC，抗壓強(qiáng)度124~268MPa） ，開創(chuàng)了實(shí)現(xiàn)漿體顆粒堆積密實(shí)度達(dá)到0.70~0.80的新方法 。此突破性方法僅通過攪拌混合，借助高效減水劑充分分散水泥 、超細(xì)顆粒（原狀硅灰）和骨料 ，就能獲得非常密實(shí)的砂漿或混凝土，而不需要通過高壓壓實(shí) ，是一種非常簡單實(shí)用的USHC和UHPC或 UHPFRC（新型建筑材料）生產(chǎn)方法。，版號(hào)：0010777A1，申請(qǐng)?zhí)枺?9104321.9，申請(qǐng)日期：05.11.79）。該內(nèi)容豐富的專利文件介紹了DSP理論、系列配比和復(fù)合材料的示例及性能，包括具備直拉和抗彎應(yīng)變硬化行為的水泥基復(fù)合材料，采用聚丙烯 (pp) 纖維增強(qiáng)。，丹麥，在1981年6月10-12日于加拿大安大略省渥太華召開的“第二屆混凝土中超塑化劑國際會(huì)議”上發(fā)表和報(bào)告。在這次會(huì)議上，H.H. Bache公開了他的發(fā)明和制備UHPC材料的基本原理，并討論了應(yīng)用的可能性。，由R-UHPC制成，采用堅(jiān)固耐磨骨料（燒結(jié)鋁礬土）、3%體積鋼纖維，抗壓強(qiáng)度約225MPa。丹麥阿爾博波特蘭公司Knud Lund Eriksen先生設(shè)計(jì)。UHPC 制成的耐磨鏟板使用壽命為5至10年，比以前的鑄鋼鏟板壽命長十倍。，長寬方向壁厚分別為30和40mm，長度10m）由150MPa 混凝土（不含鋼纖維的Densit?，dmax= 5mm天然骨料）和?5mm預(yù)應(yīng)力鋼筋制成 ，Dansk Spendbeton, Lind（丹麥）預(yù)制生產(chǎn) 。1994年 ，Bache評(píng)價(jià)這種柱——由150MPa混凝土制造的結(jié)構(gòu)：“運(yùn)行10年后（1993年）檢驗(yàn)證明其具有優(yōu)異的性能?div id="m50uktp" class="box-center"> ！谛略O(shè)計(jì)中 ，我會(huì)考慮使用1~2% 體積鋼纖維（這通常會(huì)使斷裂能和材料延性增加10-20倍），并且可能減少壁厚 ?div id="m50uktp" class="box-center"> ！备绫竟辈康倪@些懸鏈線柱，如果現(xiàn)在仍在使用就站立了40多年 ，應(yīng)該是耐久性研究的寶貴樣本——特別是預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護(hù)層薄至12.5mm ，是否良好地保護(hù)鋼筋免于銹蝕，值得關(guān)注 。 ，丹麥 。 、隧道、工業(yè)設(shè)施等） 。 ，丹麥 ，CRC（密實(shí)增強(qiáng)復(fù)合材料）結(jié)構(gòu)可具備抗壓強(qiáng)度150~400 MPa ，抗彎強(qiáng)度100~300 MPa，彈性模量40~80GPa ，良好的耐火性和無可比擬的耐久性 ，以及優(yōu)異的抗爆和抗侵徹性能。1986年 ，丹麥阿爾博波特蘭公司申請(qǐng)了專利：CRC。、研究進(jìn)展和展望——CRC是重配筋UHPC，強(qiáng)度和韌性可媲美鋼，比鋼更適合用于建造大型高載荷結(jié)構(gòu)。 、E. Heitkamp Rohrbau GMBH（德國）、Van Hattum en Blankevoort BV（荷蘭） ，研究開發(fā)和測試大尺度CRC結(jié)構(gòu)。阿爾博波特蘭公司（丹麥）負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理和材料設(shè)計(jì) ，Carl Bro Group AS（丹麥）負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)指南 ，CSIC（西班牙）負(fù)責(zé)耐久性試驗(yàn)（馬德里城市環(huán)境），Bouygues SA（法國）負(fù)責(zé)大型結(jié)構(gòu)建造 。在此項(xiàng)目研究過程 ，Bouygues SA 自行開發(fā)了UHPC，并起了一個(gè)新名稱RPC（活性粉末混凝土） 。 ，在中國實(shí)現(xiàn)了UHPC材料技術(shù)突破。。。，丹麥、細(xì)長、輕量化的CRC結(jié)構(gòu)——陽臺(tái)、樓梯、鏤空幕墻、橋梁等。，日本土木工程學(xué)會(huì)于發(fā)布了日文版《超高強(qiáng)纖維增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工指南（草案）》，并于2006年翻譯成英文Recommendations for Design and Construction of Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete Structures (Draft)。、工字梁/研究計(jì)劃—UHPC可持續(xù)建筑 (2005~2011)，德國研究基金會(huì)）資助的德國優(yōu)先計(jì)劃SPP1182“UHPC可持續(xù)建筑”啟動(dòng)，26所大學(xué)和工業(yè)研究機(jī)構(gòu)參與了33個(gè)項(xiàng)目/課題研究（2005~2011年）。、美國第一座UHPC公路橋、加拿大UHP接縫連接結(jié)構(gòu)，中國高鐵大量使用UHPC（RPC）制成的電纜溝蓋板。，安大略省雷尼湖跨越CN鐵路的11號(hào)公路橋，UHPC用于預(yù)制板與剪力連接板之間的接縫連接。。，目標(biāo)是將橋梁建造和維護(hù)成本降低20%，關(guān)鍵構(gòu)件使用壽命達(dá)到200年。，從此成為每四年舉辦一次的重要UHPC交流討論平臺(tái)。。，共采用6,900塊帶肋UHPC板，尺寸為7.8mx3.6m。，UHPC用于預(yù)制全深度橋面板之間的接縫連接。，美國，超韌混凝土）復(fù)合橋面板進(jìn)行修復(fù)，并證實(shí)是防止鋼橋面板及橋面鋪裝層過早損壞的優(yōu)良解決方案；之后在中國新橋建設(shè)和舊橋修復(fù)中的應(yīng)用快速增長。。橋面板之間、橋面板與梁之間的所有接縫均采用現(xiàn)場澆筑UHPC連續(xù)連接。，2013年6月。，2013年6月、大鏤空率幕墻和屋頂、115m和69m長人行天橋均用UHPC制造。，2019 年發(fā)布第2版。。。。。