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當(dāng)前位置：
五、UHPC與低碳、高質(zhì)量工程建設(shè)
“30·60雙碳目標(biāo)“——“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”是我國政府對世界的承諾，也是我國貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的國策。近年來，各行各業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)都在向綠色化、低碳化轉(zhuǎn)型，都在為實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”和高質(zhì)量發(fā)展而努力。隨著碳交易市場的建立與完善，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中會(huì)形成“排碳有成本，減碳有收益”的機(jī)制。在工程建設(shè)領(lǐng)域，UHPC材料和應(yīng)用技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)低碳化、綠色化及工程質(zhì)量提升，還能從減碳中獲得經(jīng)濟(jì)收益，是生態(tài)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益俱佳的新材料與新技術(shù)，應(yīng)該得到充分的重視和利用。為此，本報(bào)告用這一章介紹和討論如何計(jì)算工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的碳排放、減碳的目標(biāo)、UHPC減碳的效果與潛力及未來發(fā)展。
1、工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的碳排放與減碳目標(biāo) 溫室氣體排放的控制與管理是通過碳足跡（carbon footprint）的核算、報(bào)告和核查落地落實(shí)。碳足跡指個(gè)人、組織、產(chǎn)品或服務(wù)在其生命周期中直接或間接產(chǎn)生的總溫室氣體排放量，通常以二氧化碳當(dāng)量CO2e來表示，其他溫室氣體包括甲烷（CH?）、氧化亞氮（N?O）、氫氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6）等按溫室效應(yīng)折算為CO2e，它涵蓋了從原材料獲取、生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用到廢棄處理等各個(gè)環(huán)節(jié)的溫室氣體排放。國標(biāo)GB/T 51366-2019 《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》適用于新建、擴(kuò)建和改建的民用建筑的運(yùn)行、建造及拆除、建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段的碳排放計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)附錄為計(jì)算提供了需要的參數(shù)，包括主要能源碳排放因子、建筑物運(yùn)行特征、常用施工機(jī)械臺班能源消耗、建材及運(yùn)輸?shù)奶寂欧乓蜃?/span>[1]。分析計(jì)算一個(gè)建筑物的碳足跡，是按圖5-1分別計(jì)算建筑物全生命周期（從“搖籃”到“墳?zāi)?/span>”），即建材生產(chǎn)及運(yùn)輸（A1～A3）、建造（A4～A5）、運(yùn)行及維護(hù)維修（B1～B7）到廢棄處理（C1～C4）各個(gè)階段產(chǎn)生的CO2 eq排放。
圖5-1：建筑生命周期的階段和碳足跡分析計(jì)算模塊 [2]
為實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，各行各業(yè)都已制定或正在制定減碳的路線圖及階段性目標(biāo)，終極目標(biāo)是在2050年全球?qū)崿F(xiàn)碳中和，即大氣中溫室氣體零增長。對于UHPC材料，我們最關(guān)注的是UHPC為工程結(jié)構(gòu)減碳。英國結(jié)構(gòu)工程師學(xué)會(huì)（The Institution of Structural Engineers，簡稱IStructE）建議了工程結(jié)構(gòu)的碳評級SCORS方案（如圖6-2所示），并鼓勵(lì)工程師以此作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的碳目標(biāo)。
圖5-2a是IStructE 的Will Arnold等建議針對建筑結(jié)構(gòu)建造（A階段）的碳足跡SCORS評級方案[3]，按建筑單位內(nèi)部面積碳排放kgCO2e/m2 GIA（圖6-1的A1～A5階段產(chǎn)生的碳排放除以總內(nèi)部面積，GIA指建筑總內(nèi)部面積）評定碳足跡等級（分為A++、A+、A～G級）。這里建筑結(jié)構(gòu)指上部與下部主體結(jié)構(gòu)。A級建筑結(jié)構(gòu)建造的碳足跡介于100～149kgCO2e/m2 GIA，E級介于300～349kgCO2e/m2 GIA。英國對現(xiàn)有326個(gè)建筑項(xiàng)目的分析，SCORS評級分布在A++～G級，平均為E級，G級為高層建筑，最高達(dá)1,000kgCO2e/m2 GIA。
圖5-2：英國結(jié)構(gòu)工程師學(xué)會(huì) (IStructE) 建議的建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)碳足跡評級方案 [3,4]
為了2050年在全球范圍能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和，Will Arnold等認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)建造的平均碳足跡每年要減小10%。因此，2030年碳足跡目標(biāo)應(yīng)設(shè)定為，SCORS評級平均達(dá)到A級，即小于149kgCO2e/m2GIA。目前，可能實(shí)現(xiàn)A++級的方式是對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行低影響的再利用。在現(xiàn)有建筑資產(chǎn)豐富的國家/地區(qū)應(yīng)重視和優(yōu)先考慮再利用[3]（參見本章第3節(jié)）。
圖5-2b是IStructE的Cameron Archer-Jones 等建議針對橋梁結(jié)構(gòu)建造的碳足跡SCORS for bridge（SCORBS）評級方案[4]，按橋梁單位功能面積碳排放kgCO2e/m2FA（A1～A5產(chǎn)生的碳排放除以總功能面積，FA指功能面積，參見圖6-2c）評定碳足跡等級（A++、A+、A～G級）。橋梁結(jié)構(gòu)由主結(jié)構(gòu)（上、下部結(jié)構(gòu)，含基礎(chǔ)）和疊加的恒載（如鋪裝層、護(hù)欄等）構(gòu)成。圖5-3為COWI公司數(shù)據(jù)庫中，他們以前和現(xiàn)在設(shè)計(jì)的橋梁項(xiàng)目（跨徑10m至>2,000m），SCORBS評級分布。在COWI數(shù)據(jù)庫中，橋梁平均碳足跡為2,300kgCO2e/m2，并有一些規(guī)律可循：橋梁跨徑和結(jié)構(gòu)形式與碳足跡強(qiáng)關(guān)聯(lián)，跨徑大碳足跡相對高；上部結(jié)構(gòu)主材料為鋼材和鋼-混凝土復(fù)合橋梁的碳足跡（2,570kgCO2e/m2）通常比混凝土（1,590kgCO2e/m2）要高；荷載類型（公路、軌道、人行等）對碳足跡沒有明顯影響。2023年，Collings對200座不同結(jié)構(gòu)橋梁（不限跨徑）建造完成（A1～A5）的碳排放分析[5]，得到橋梁平均碳足跡為2,420kgCO2e/m2。2024年，Collings和Murthy進(jìn)行的另一項(xiàng)分析[6]，將橋梁跨徑限制在100m以內(nèi)，得到橋梁平均碳足跡為2,250kgCO2e/m2。
圖5-3：COWI公司數(shù)據(jù)庫中的橋梁按SCORBS評級分布[4]
當(dāng)前，橋梁結(jié)構(gòu)建造的碳足跡評級平均水平介于D級和E級，差的低至G級。為了2050年在全球范圍能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和，橋梁結(jié)構(gòu)建造的碳足跡目標(biāo)應(yīng)設(shè)定為：在2030年的平均評級至少要達(dá)到B級（<1,499kgCO2e/m2）；2050年評級至少要達(dá)到A++（<249kgCO2e/m2）[4]。 為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，所有結(jié)構(gòu)/土木工程師需要有“碳足跡思維”，并將隱含碳的計(jì)算納入工程設(shè)計(jì)和方案比選；需要通過材料和技術(shù)創(chuàng)新提高結(jié)構(gòu)材料的使用效率、減少用量，UHPC就是這方面最佳的結(jié)構(gòu)材料之一（詳見本章下一節(jié)）；此外，還需要建材生產(chǎn)企業(yè)特別是水泥和鋼材企業(yè)努力降低建材隱含的碳，如生產(chǎn)過程使用清潔能源、碳捕集等。橋梁結(jié)構(gòu)最終實(shí)現(xiàn)A++評級——接近零碳排放，可能還需要借助“碳補(bǔ)償”實(shí)現(xiàn)[4]，例如通過植樹或其他環(huán)保項(xiàng)目抵消大氣中相應(yīng)的二氧化碳量。
2、應(yīng)用UHPC建造橋梁減碳效果的定量化分析
與傳統(tǒng)鋼筋混凝土（RC）和鋼結(jié)構(gòu)相比，UHPC材料不僅高效使用了水泥，同時(shí)更好更有效地發(fā)揮了鋼材（筋材如鋼筋和鋼纖維）的強(qiáng)度。因此，對于同等功能的工程結(jié)構(gòu)，使用R-UHPC建造，能顯著地節(jié)材降耗和減碳降排，以下是國外、國內(nèi)定量化分析對比的示例。
北美的分析對比 圖5-4a是北美常用鋼-RC復(fù)合結(jié)構(gòu)公路梁橋的上部結(jié)構(gòu)，梁長30m，橋面寬7.3m；圖6-4b為同樣功能的預(yù)應(yīng)力UHPC門型梁（也稱P型梁）公路梁橋的上部結(jié)構(gòu)，梁長和橋面寬度也分別是30m和7.3m。表5-1包含兩種梁橋上部結(jié)構(gòu)的材料用量、材料能耗、材料隱含的溫室氣體量和變暖潛能GWP（即當(dāng)量二氧化碳/kgCO2e）以及對比。該分析對比僅限于兩個(gè)梁橋上部結(jié)構(gòu)的建材部分（A1～A3階段），沒有包含建造（A4～A5），也沒有包含橋梁下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。
圖5-4：北美常用鋼-RC梁橋和新型先張預(yù)應(yīng)力P型UHPC梁橋上部結(jié)構(gòu) [7]
表5-1：鋼-RC梁橋和UHPC梁橋上部結(jié)構(gòu)建材用量與環(huán)境指標(biāo)定量化對比分析 [7]
僅對比上部結(jié)構(gòu)，R-UHPC結(jié)構(gòu)的建材能耗和碳足跡（表5-1中GWP）分別比鋼-RC結(jié)構(gòu)降低了54%和56%。單位橋面板面積的碳足跡：鋼-RC結(jié)構(gòu)為199,978/(30x7.3)=913kgCO2e/m2，R-UHPC結(jié)構(gòu)為88,377/(30x7.3)=404 kgCO2e/m2。（注：這里沒有包含橋梁下部結(jié)構(gòu)，也沒包含建造施工A4～A5的碳足跡；面積是按總面積，不是SCORBS評級計(jì)算用的功能面積FA）。 表5-1中雖然沒有包含橋梁的下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，但UHPC上部結(jié)構(gòu)重量比鋼-RC上部結(jié)構(gòu)重量降低了35%，可以預(yù)期UHPC梁橋與鋼-RC梁橋相比，下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的要求、材料用量、碳足跡等會(huì)有所下降，建造施工（A4～A5）的碳足跡也會(huì)降低。 中國的分析對比 廣州鼎興土木的馬玉全博士在《超高性能混凝土（UHPC）節(jié)能減排技術(shù)分析》報(bào)告中，選取了16m、30m和50m三個(gè)典型跨徑橋梁、實(shí)際工程中常用的傳統(tǒng)混凝土（RC）結(jié)構(gòu)與UHPC結(jié)構(gòu)，分析比較了碳排放方面的差異[8]。對比的橋梁結(jié)構(gòu)如下：
表5-2為橋梁使用主要建材的密度、能耗和溫室氣體排放因子，及全球變暖潛能（當(dāng)量二氧化碳排放因子kg CO2e/m3）。表5-3為實(shí)際工程三種跨徑鋼-RC梁橋和UHPC梁橋上、下部結(jié)構(gòu)建材用量。這里將馬玉全博士分析計(jì)算的核心結(jié)果匯集在了表5-4，本報(bào)告在表5-4中補(bǔ)充了按ISTRUCTE橋面功能面積FA計(jì)算碳足跡與評級。
從表5-3的對比可見，建造16m、30m和50m跨徑公路梁橋，UHPC結(jié)構(gòu)降低碳足跡的幅度分別為34%、9.6%和38.4%，減碳效果顯著。這體現(xiàn)的是橋梁工程目前的狀況和水平，UHPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系還處于發(fā)展完善的過程，結(jié)構(gòu)效率還有進(jìn)一步提升的潛力。
圖5-5：對比的16m、30m和50m跨徑公路橋常用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與UHPC結(jié)構(gòu)橫截面圖[8]
表5-2：鋼-RC梁橋和UHPC梁橋結(jié)構(gòu)主要建材的能耗與溫室氣體排放因子[8]
表5-3：三種跨徑鋼-RC梁橋和UHPC梁橋上、下部結(jié)構(gòu)建材用量[8]
表5-4：三種跨徑鋼-RC梁橋和UHPC梁橋結(jié)構(gòu)建造（A1～A5）的碳足跡[8]
美國哥倫比亞大學(xué)CBIPS分析，橋梁全生命周期的碳足跡分布為[9]：建材（A1～A3）占65～75%，建造（A3～A5）占6～10%，運(yùn)維（B1～B7）占8～15%，廢棄處理（C1～C4）占3～15%。UHPC結(jié)構(gòu)因擁有超高耐久性、超長服役壽命和免維護(hù)特征，UHPC橋梁使用運(yùn)行階段（B1～B7）維護(hù)維修主要是非UHPC部分，UHPC結(jié)構(gòu)在該階段的碳足跡、生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的比較優(yōu)勢更大。
UHPC也可以再生利用，瑞士已經(jīng)發(fā)展了相關(guān)技術(shù)，可以把廢棄的UHPC破碎提取鋼纖維和制成UHPC用骨料。此外，先張預(yù)應(yīng)力UHPC梁橋，在其他非UHPC部分達(dá)到壽命終點(diǎn)后，UHPC梁還可以重復(fù)使用。
建造工程結(jié)構(gòu)，UHPC能夠節(jié)材降耗和減碳的底層邏輯，在于UHPC高效率使用水泥與鋼材： — 與混凝土結(jié)構(gòu)相比，UHPC依靠提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低結(jié)構(gòu)自重/恒載，從而大幅度減小建材（關(guān)鍵是水泥和鋼筋）用量（對比表5-3中16和30m跨徑傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)與UHPC結(jié)構(gòu)的單位橋面總重量），同時(shí)減小了碳足跡； — 與鋼結(jié)構(gòu)相比，UHPC利用了定向微觀結(jié)構(gòu)的鋼筋材——冷拔鋼筋和鋼絲（纖維）的高抗拉強(qiáng)度，并將增強(qiáng)鋼筋用于需要受拉的部位，UHPC擔(dān)負(fù)其它功能，大幅減少結(jié)構(gòu)的用鋼量（對比表5-3中50m跨徑傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)與UHPC結(jié)構(gòu)單位橋面用鋼量），降低造價(jià)的同時(shí)降低了碳足跡。
自2004年開始至今的20年，瑞士已有四百多個(gè)UHPC工程應(yīng)用案例，其中三百多個(gè)是應(yīng)用UHPC進(jìn)行橋梁和建筑結(jié)構(gòu)加固、修復(fù)與耐久性保護(hù)。他們發(fā)展的UHPC維修加固技術(shù)體系，在對老結(jié)構(gòu)的加固保護(hù)效果、施工速率、成本、長效性及環(huán)境效益等各個(gè)方面全面優(yōu)于傳統(tǒng)方法，因此廣泛地受到工程業(yè)主接受和認(rèn)可。 在2024年10月法國召開的“UHPFRC 2024”國際研討會(huì)上，對應(yīng)于傳統(tǒng)方式的“治療式維修”（Curative maintenance），瑞士提出了工程結(jié)構(gòu)“再生式修復(fù)”（Regenerative maintenance）的概念，即：采用UHPC修復(fù)老化損傷的結(jié)構(gòu)，使之獲得新一輪的生命周期。Bertola Numa和Brühwiler Eugen在報(bào)告中用圖5-6解釋了“再生式修復(fù)”的概念： — 傳統(tǒng)方法維修：可以改善結(jié)構(gòu)性能，但對結(jié)構(gòu)沒有良好的保護(hù)作用，老結(jié)構(gòu)性能會(huì)進(jìn)入衰減-維修，再衰減-再維修的循環(huán)，直至維修也無法滿足安全性要求而拆除。 — 應(yīng)用UHPC維修：利用高強(qiáng)度UHPC薄層與老結(jié)構(gòu)形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，可以使老結(jié)構(gòu)性能恢復(fù)到初始性能水平或提升到現(xiàn)代設(shè)計(jì)荷載要求的水平；利用高密實(shí)UHPC保護(hù)老結(jié)構(gòu)，使之不再受到環(huán)境水、腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，阻止性能繼續(xù)衰減，從而使老結(jié)構(gòu)“再生”，進(jìn)入第二個(gè)、可能更長久的生命周期。
圖5-6：結(jié)構(gòu)的“治療式維修”與“再生式修復(fù)” (摘自Bertola Numa 的ppt)[10]
圖5-8顯示了十多個(gè)用UHPC “再生式修復(fù)”橋梁的碳足跡（綠色點(diǎn)），無論橋梁面積大小，碳足跡均在150kgCO2eq/m2左右（A++級），比COWI公司統(tǒng)計(jì)的橋梁建造（新建）碳足跡平均值（2,300kgCO2e/m2）減少了93%；比橋梁更換或重建的最低碳足跡水平（約1,000kgCO2e/m2）減少了85%。 可見，對于老化、損傷或不能滿足現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)有工程結(jié)構(gòu)，要盡可能避免“更換”或“重建”，使用UHPC修復(fù)使之“再生”能夠大量地減少碳排放。
圖5-8：橋梁UHPC修復(fù)與重建的碳足跡對比 (摘自Bertola Numa 的ppt)[10]
六、UHPC的技術(shù)交流
1、英文版圖書《基于超高性能混凝土（UHPC）的橋梁新結(jié)構(gòu)》出版 湖南大學(xué)邵旭東教授主編的中文版《基于超高性能混凝土（UHPC）的橋梁新結(jié)構(gòu)》圖書在2022年12月出版；英文版《Innovative Bridge Structures Based on Ultra-High Performance Concrete (UHPC)》在2024年1月由Elsevier出版集團(tuán)和人民交通出版社共同出版。該書“詳細(xì)介紹了作者團(tuán)隊(duì)研發(fā)的系列UHPC新結(jié)構(gòu)以及在不同類型橋梁?程中的應(yīng)?實(shí)例，反映了從新材料到新結(jié)構(gòu)、新理論、新?法、新標(biāo)準(zhǔn)等全鏈條創(chuàng)新研究成果。主要內(nèi)容包括超?性能混凝?（UHPC）介紹、UHPC橋梁設(shè)計(jì)?法、在役開裂鋼橋?的加固改造、UHPC橋?板結(jié)構(gòu)、?跨徑單向預(yù)應(yīng)?UHPC箱梁橋、中?跨徑裝配式梁橋、特?跨徑拱橋新體系探索、UHPC加固混凝?橋?、鋼 —混組合梁負(fù)彎矩區(qū)UHPC接縫、UHPC重?式灌漿接頭、伸縮裝置UHPC錨固技術(shù)等“（引自陳政清院士為該書寫的序）。
瑞士著名UHPC結(jié)構(gòu)專家、洛桑理工（EPFL）Eugen Brühwiler 教授在為該書英文版寫的序中贊揚(yáng)道：“這本書匯集了創(chuàng)新和新穎的橋梁設(shè)計(jì)，指出了橋梁工程為什么必須發(fā)展進(jìn)步。對于現(xiàn)代橋梁工程師來說，必然希望知道在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)之后會(huì)出現(xiàn)什么，并希望超越傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。這本書有望成為培訓(xùn)結(jié)構(gòu)工程師和學(xué)生的參考資料和基礎(chǔ)。此外，工程行業(yè)仍然需要“轉(zhuǎn)向”更可持續(xù)的結(jié)構(gòu)和橋梁工程，這本書為此做出了重大貢獻(xiàn)。愿這本書成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)的重要參考書。我期待有很多讀者對這本書感興趣，并就我們橋梁工程的未來展開熱烈的討論。歡迎來到后混凝土?xí)r代！”
圖6-1：中、英文版圖書封面
2、國際國內(nèi)UHPC專題論壇和研討會(huì) 第六屆德國系列UHPC國際研討會(huì)“HiPerMat 2024”于2024年3月6～8日在德國Kassel市召開。
由CCPA-UHPC分會(huì)主辦的“第四屆超高性能水泥基材料與應(yīng)用技術(shù)（UHPC）論壇”，于2024年5月31號在南京召開。本屆論壇以“超高性能混凝土應(yīng)用與創(chuàng)新”為主題，共邀請了7位專家學(xué)者及企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員做了UHPC材料生產(chǎn)制備、研究進(jìn)展、工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用案例等多個(gè)層面的精彩報(bào)告。參加本屆論壇總?cè)藬?shù)超過250人。
中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)拌混凝土分會(huì)、江西省建材科研設(shè)計(jì)院有限公司于2024年9月5～7日在江西井岡山組織召開第十屆“井岡山論壇”。期間中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)UHPC分會(huì)于9月6日下午組織召開了“UHPC應(yīng)用技術(shù)報(bào)告會(huì)”。
第四屆法國系列國際研討會(huì)“UHPFRC 2024”于2024年10月21～23日在法國Menton市召開。
第四屆亞洲混凝土聯(lián)合會(huì)/湖南大學(xué)主辦的超高性能混凝土材料和結(jié)構(gòu)國際會(huì)議（The 4th ACF/HNU International Conference on UHPC Materials and Structures, UHPC2024-China）于2024年10月24～27日在中國長沙召開。
3、UHPC設(shè)計(jì)定制大賽 2024年5月31日上午，由中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)主辦、超高性能水泥基材料與工程技術(shù)（UHPC）分會(huì)、混凝土藝術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新工作委員會(huì)、預(yù)拌混凝土分會(huì)、教育與人力資源工作委員會(huì)承辦，青島科尼樂機(jī)械設(shè)備有限公司支持的“科尼樂杯”第三屆全國UHPC設(shè)計(jì)定制大賽南京舉辦。來自UHPC材料研發(fā)、設(shè)計(jì)制造和施工企業(yè)，以及高校、科研院所的專業(yè)人員、在校學(xué)生組成的26個(gè)團(tuán)隊(duì)（其中企業(yè)組17個(gè)，院校組9個(gè)）參加了本屆比賽（見圖6-2、6-3）。
本屆大賽仍以“UHPC彈性球設(shè)計(jì)定制”為主題，按要求的尺寸與重量設(shè)計(jì)定制UHPC彈性球，在大賽現(xiàn)場進(jìn)行“彈性”、“輕質(zhì)高強(qiáng)”和“韌性”性能測試。本次大賽，UHPC球彈跳再創(chuàng)新高度，最高達(dá)到90cm，且無開裂，再一次向我們直觀展示和證明了水泥基材料可以達(dá)到的強(qiáng)度和韌性水平，也說明水泥基材料及其所建造的結(jié)構(gòu)所具備的潛力和發(fā)展進(jìn)步空間！  圖6-2：第三屆全國UHPC設(shè)計(jì)定制大賽現(xiàn)場及獲獎(jiǎng)單位
圖6-3：賽后全體參賽隊(duì)員、大賽裁判和組織工作人員合影
4、CCPA-UHPC分會(huì)的科普與國際交流活動(dòng) 在“混凝土和UHPC”微信公眾號上發(fā)布UHPC相關(guān)推文，包括UHPC科普文、工程應(yīng)用案例、技術(shù)文獻(xiàn)、行業(yè)發(fā)展信息等。其中，發(fā)表的原創(chuàng)文“超高性能混凝土 (UHPC) 技術(shù)與應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的大事年表”、“中國超高性能混凝土 (UHPC) 技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展報(bào)告”系列獲得較高的關(guān)注度。
2024年3月CCPA-UHPC分會(huì)與CCPA國際合作中心聯(lián)合組團(tuán)赴德國Kassel參加第六屆德國系列UHPC國際研討會(huì)“HiPerMat 2024”，并在德國、荷蘭和比利時(shí)開展UHPC技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用調(diào)研與交流，及項(xiàng)目參觀活動(dòng)。
5、2025年將開展的重要UHPC技術(shù)交流與競賽活動(dòng) CCPA-UHPC分會(huì)組織召開的“第二屆全國UHPC技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用大會(huì)”，計(jì)劃于2025年3月13～15日在武漢歐亞會(huì)展國際酒店舉辦。
在CCPA行業(yè)大會(huì)和“中國混凝土博覽會(huì)”期間 (2025年9月5～7日，廣州廣交會(huì)展館)組織舉辦“第四屆全國UHPC設(shè)計(jì)定制大賽”，舉辦 “第五屆超高性能水泥基材料與應(yīng)用技術(shù)(UHPC)論壇”，歡迎關(guān)注和參與。
6、首屆UHPC創(chuàng)新獎(jiǎng)（2023-2024年度）評獎(jiǎng)活動(dòng) 為持續(xù)推動(dòng)UHPC材料技術(shù)在國內(nèi)的普及和發(fā)展，激勵(lì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研發(fā)和應(yīng)用實(shí)踐，不斷突破UHPC在建筑工程、基礎(chǔ)設(shè)施、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用場景和邊界，“全國UHPC技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用大會(huì)”組委會(huì)自第二屆大會(huì)起開始組織評選雙年度“UHPC創(chuàng)新獎(jiǎng)”。該獎(jiǎng)為大會(huì)的重要組成部分，由大會(huì)主辦方CCPA- UHPC分會(huì)組織實(shí)施。組織科學(xué)公正的評選“UHPC創(chuàng)新獎(jiǎng)”及廣泛宣傳，進(jìn)一步提升社會(huì)對UHPC材料與應(yīng)用技術(shù)的認(rèn)知度，同時(shí)在產(chǎn)業(yè)上下游形成良好的示范效應(yīng)。
“UHPC創(chuàng)新獎(jiǎng)（2023-2024年度）”面向全國范圍共計(jì)征集48個(gè)UHPC應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)例，其中41項(xiàng)通過初審入圍參賽，涵蓋基礎(chǔ)設(shè)施類（14項(xiàng)）、建筑類（15項(xiàng)）和產(chǎn)品類（12項(xiàng)）的UHPC創(chuàng)新應(yīng)用。根據(jù)評審規(guī)則，由各方面專家組成的評審小組，評選出13個(gè)“突破獎(jiǎng)”和17個(gè)“優(yōu)秀獎(jiǎng)”（詳見表6-1）。評審規(guī)則規(guī)定“突破獎(jiǎng)”指在世界上或中國具有突破性、開創(chuàng)性、獨(dú)創(chuàng)性的UHPC應(yīng)用；“優(yōu)秀獎(jiǎng)”指有重大改進(jìn)的UHPC材料與技術(shù)，顯著提升了UHPC應(yīng)用的技術(shù)水平及經(jīng)濟(jì)效益。首次評獎(jiǎng)?wù)骷膭?chuàng)新項(xiàng)目數(shù)量、創(chuàng)新的“突破性”和“先進(jìn)性”水平都向我們展示：中國UHPC材料與應(yīng)用技術(shù)在快速進(jìn)步，并引領(lǐng)行業(yè)向更廣泛應(yīng)用場景、向更先進(jìn)技術(shù)方向發(fā)展，正在為工程建設(shè)提供更低碳、更高性價(jià)比解決方案。評獎(jiǎng)結(jié)果將在“第二屆全國UHPC技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用大會(huì)”上頒獎(jiǎng)，敬請關(guān)注。
表6-1：首屆UHPC 創(chuàng)新獎(jiǎng)（2023-2024年度）獲獎(jiǎng)項(xiàng)目與產(chǎn)品
結(jié)束語 在過去的五十年間，水泥基材料最重大的突破是DSP理論建立和UHPC的發(fā)明（1979年）。UHPC跨越式提高了水泥基材料的強(qiáng)度、韌性和耐久性；大幅提升了水泥和鋼材的使用效率，不僅降低了工程建設(shè)初期的資源消耗和碳排放，而且能數(shù)倍提高工程結(jié)構(gòu)在嚴(yán)酷環(huán)境的免維護(hù)服役壽命，再在工程壽命周期中數(shù)倍地降低了資源消耗，蘊(yùn)含著巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。我們應(yīng)該將UHPC發(fā)展好利用好。工程建設(shè)行業(yè)為實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”減碳、為提升建造工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量與服役壽命，需要UHPC材料及其應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)也會(huì)有力促進(jìn)UHPC產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
在2024年，中國UHPC應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用場景和應(yīng)用量都在發(fā)展進(jìn)步；在過去的6年間，我國UHPC用量平均的年增長率為46%，并保持良好的發(fā)展勢頭。作為新興產(chǎn)業(yè)，高效率規(guī)模化UHPC的制備和構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)及應(yīng)用，在2024年取得重大進(jìn)步。UHPC作為新質(zhì)生產(chǎn)力，已經(jīng)成為部分企業(yè)新的發(fā)展動(dòng)能，展示出UHPC新興產(chǎn)業(yè)的形態(tài)。（完）
來源：混凝土和UHPC |
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