新材料新工艺引领行业新方向中交二航局超高性能混凝土喷射施工技术再升级

当前，我国混凝土市场规模保持稳定增长，但也面临需求不足、原材料价格波动大、环保压力增大、行业竞争激烈等挑战。

为提升市场竞争力，中交第二航务工程局有限公司（以下简称“中交二航局”）技术中心自主研发超高性能混凝土喷射施工技术，解决潮汐区钢筋混凝土构筑物修复窗口期短、异形结构及顶板支模工艺复杂、耐久性不足等问题，大幅提升滨海构筑物修复施工效率及其服役寿命。

材料配方革新解锁UHPC喷射新篇章

超高性能混凝土，即UHPC（Ultra－high Performance Concrete），是一种具有超高强度、超高韧性、超高耐久性和优异工作性的新型水泥基复合材料。然而，要将这种新材料应用于海洋构筑物修复，并非易事。UHPC因胶凝材料使用量大，水胶比超低，拌和出的材料通常黏度很大，因此多用于制备预制构件或现浇施工，并需辅以高频振动成型。要想将UHPC泵送后再喷射施工，首先必须解决黏度大的问题。建设团队尝试多次后，黏度问题仍如同“顽疾”，导致泵送喷射效果一直很不理想。

中交二航局技术团队从材料组成和配比上寻找突破，探索通过添加一些特殊添加剂来改善UHPC黏度特性。“我们根据颗粒堆积最大密实理论，构建喷射UHPC材料堆积模型，再通过掺入触变剂调整UHPC的流变性能，配制出适用于喷射施工不同强度等级的UHPC。”中交二航局技术中心执行总经理张国志介绍。

以理论计算为坚实基石，技术团队精心调配砂胶比与矿物掺合料的掺入量，设计了UC120、UC150两种强度等级的配合比方案，每个环节都凝聚着对材料性能的深刻理解与精准把控。随后，技术团队使用专用减水剂，对UHPC的坍落度进行细致调整，并通过喷射试验验证，确定了新拌喷射UHPC适宜的坍落度范围。值得一提的是，中交二航局技术团队自主研发的HM－1型触变剂，显著增强了UHPC拌合物的触变性与喷射施工的顺畅性，展现了团队在材料创新方面的深厚实力。

功夫不负苦心人，技术团队基于UC120和UC150两种强度等级的UHPC基体配合比，掺入触变剂和纤维，并通过调整减水剂掺量控制喷射UHPC的坍落度在理想范围内，最终研发出可喷射UHPC。

设备构造优化实现UHPC喷射新飞跃

不过，UHPC具有黏度大、容重大、输送慢等特性，这给连续喷射施工带来困扰。为顺利进行UHPC喷射施工，中交二航局技术团队根据UHPC特性，对现有设备进行相应改造和优化设计，研制UHPC喷射专用设备。按照物料压送方式，混凝土湿喷机一般分为风送式和泵送式。风送式喷射机内部橡胶件较多、易磨损，且平均回弹率要大于泵送式喷射机，而UHPC中钢纤维含量较高，增加了对设备的磨损，因此团队选择泵送式湿喷机进行改良优化。“我们主要从提升物料吸入效率、优化脉冲现象和改善进气机制等三方面对设备进行改良优化。”中交二航局技术中心先进材料技术部主任陈飞翔介绍。

中交二航局技术团队通过对泵机系统的核心组件进行技术升级，实现UHPC材料的高效吸入与顺畅传输，解决了因材料特性导致的吸料难题。同时，团队创新调整喷浆管设计，有效改善物料流动过程中的脉冲现象，提升输送平稳性。此外，团队采用全新进风方式，优化料流喷出后的分散与雾化效果，进一步增强施工连续性和稳定性。这些改进极大提高了设备性能，让UHPC可以顺利进行连续喷射施工。

日前，UHPC喷射修复加固技术在杭州湾跨海大桥和青岛一海水浴场成功应用。中交二航局从喷射UHPC材料研发、装备研制到施工组织设计开展了一系列有益探索，进一步拓展UHPC应用场景，对UHPC推广应用具有重要意义，有力促进海洋构筑物向长寿命化和高耐久方向发展。

（王松 林金浪 陈飞翔）