维护成本是全生命周期经济性的重要部分。普通混凝土结构因耐久性有限,需定期维护:桥梁每 5 年需做防腐涂装,每 10 年需修补裂缝, lifetime 维护费用约为初期造价的 30%-50%;民用建筑墙体每 15 年需重新抹灰,楼板裂缝每 3-5 年需注浆处理。而 UHPC 结构因高耐久性,维护周期大幅延长:桥梁可 15 年一次常规检查,无需频繁防腐;建筑墙体使用 50 年仍无明显破损,维护费用为普通混凝土的 1/5-1/3。例如某普通混凝土市政道路,每年维护费用约 20 万元 /km,而采用 UHPC 的道路,每 5 年维护一次,年均费用 5 万元 /km,长期节省大量资金。和天然石料相比,装饰混凝土制品的一个优势就是可以外加的成分来实现增强。陕西抗拉混凝土盖板
道路铺设:在城市道路建设中,深圳部分主干道采用了透水混凝土。这种混凝土能使雨水迅速渗入地下,补充地下水,缓解城市内涝问题。同时,其粗糙表面提供了良好的摩擦力,提高了行车安全性。而在高速公路方面,京港澳高速部分路段使用的度混凝土路面,具有长寿命、低维护成本的特点,可承受日均大量车辆的重载碾压。水利设施:三峡大坝作为世界上比较大的水利枢纽工程,混凝土用量惊人。大坝主体采用低热水泥混凝土,通过优化配合比,有效控制水泥水化热,防止混凝土出现温度裂缝。大坝的混凝土结构不仅要承受巨大的水压,还要具备良好的抗渗性和抗冻性,以保障大坝在各种复杂环境下长期稳定运行。天津高耐久性混凝土电力箱变基础钢筋是建筑的骨架,水泥是建筑的粘合剂,三者组成了坚实的混凝土.
桥梁建设中,混凝土凭借其优异的力学性能和耐久性,成为构建桥梁主体结构的中心材料。桥梁混凝土需要具备更高的强度、抗裂性和抗疲劳性,以应对桥梁在使用过程中承受的车辆荷载、风力、温度变化等多种外力作用。在梁式桥建设中,混凝土预制梁具有质量稳定、施工便捷的特点,可在工厂预制后运至现场安装,缩短施工周期;在拱桥建设中,混凝土能浇筑成大跨度的拱圈结构,凭借其强大的抗压能力,将桥梁荷载传递至支座;在斜拉桥和悬索桥中,混凝土桥塔和桥面板需要具备极高的强度和稳定性,以支撑整个桥梁的重量和拉力。从跨越江河的大型桥梁到城市中的过街天桥,混凝土都在其中扮演着关键角色,确保桥梁结构的安全稳固,为人们的跨江越河出行提供保障。
成本是两者应用的重要考量。普通混凝土原材料易得,水泥、砂石价格低廉,每立方米成本约 300-500 元。而 UHPC 的原材料成本高得多:度水泥、硅灰等掺合料价格是普通材料的 3-5 倍,钢纤维成本占比达 40% 以上,每立方米 UHPC 成本通常在 2000-4000 元,是普通混凝土的 5-10 倍。这种高成本限制了 UHPC 的大规模普及,使其主要用于对性能要求极高的关键结构,而普通混凝土因经济性,广泛应用于民用建筑、一般市政工程等对成本敏感的场景。但需注意,UHPC 的全生命周期成本更低,长期使用中可抵消初期高投入。混凝土好,才能保证建筑好!
寿命差异直接影响工程经济性。普通混凝土结构在自然环境中,受碳化、钢筋锈蚀等影响,实际寿命常低于设计值,民用建筑约 30 年,桥梁约 40 年就需大修或重建。而 UHPC 凭借高耐久性,在一般环境中设计寿命≥100 年,在海洋、化工等恶劣环境中仍可达 60-80 年。例如某沿海普通混凝土码头,20 年就因海水侵蚀出现严重破损;而采用 UHPC 的码头结构,50 年后检测仍无明显锈蚀和强度衰减。这种长寿命让 UHPC 在百年工程、重要基础设施中更具优势,虽初期成本高,但长期无需大规模维修,综合成本更低。复杂场地土上的机床基础的支护方案,大型机井的设计与施工大体积混凝土温度裂缝的控制与计算进行的阐述。广西高耐久性混凝土装配式防火墙结构形式
针对巨野煤田深厚表土层支护,提出采用双层钢板混凝土钻井井壁结构。陕西抗拉混凝土盖板
水利工程对材料的抗渗、抗冲、耐久性要求极高,UHPC 超高性能混凝土的特性完美契合这些需求,为水利设施建设与改造提供质量材料。在堤坝、水闸、渡槽等水利设施中,采用 UHPC 浇筑或粘贴 UHPC 板,可大幅提升设施的抗渗性能,减少渗漏量,同时提高设施表面的抗冲刷能力,抵御水流对设施的侵蚀。某水库的溢洪道采用 UHPC 衬砌,溢洪道表面光滑平整,水流阻力小,同时 UHPC 的抗冲性能抵御了高速水流的冲刷,使用 10 年来无任何冲刷磨损现象;某水闸的闸门采用 UHPC 与钢材复合结构,闸门重量减轻 30%,启闭能耗降低 25%,同时 UHPC 的抗腐蚀性能避免了闸门钢材的锈蚀问题,延长了闸门使用寿命。UHPC 在水利工程中的应用,提升了水利设施的性能与安全性,保障了水利工程的长期稳定运行。陕西抗拉混凝土盖板