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）  

    图片及数据来源：中交第二航务工程局有限公司