圖為RPC仿古磚天安門地面改造工程

圖為RPC地鐵疏散平臺工程

圖為RPC電纜槽蓋板工程

  活性粉末混凝土(RPC) 是一種具有超高強度、高耐久性、高韌性、良好的體積穩(wěn)定性等性能的新型水泥基復合材料，能夠滿足大跨度輕型結構及在嚴酷環(huán)境條件下結構物的需要，是符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的環(huán)保材料。中國建筑材料科學研究總院（以下簡稱“中國建材總院”）針對RPC材料發(fā)展現狀與未來發(fā)展趨勢，結合國家工程建設發(fā)展需要，積極推進RPC材料研究及制品產業(yè)化，建立起適合我國國情的、以企業(yè)為主體、以市場為導向、產學研相結合集科研開發(fā)、產品生產、工程應用等為一體的RPC 技術創(chuàng)新體系與成果轉化產業(yè)化平臺，全面提升高速鐵路用RPC系列產品研發(fā)、產業(yè)化和推廣應用的整體技術水平，促進我國工程材料的可持續(xù)發(fā)展。

  以創(chuàng)新為引領

  支撐技術體系建設

  中國建材總院依托轉制科研院所技術開發(fā)項目——“國家重大工程用RPC研究與產品開發(fā)”深入開展RPC材料基礎研究，對RPC材料設計思路、配合比設計與優(yōu)化、養(yǎng)護制度及制備工藝等進行了深入研究，成功研發(fā)了高性能RPC關鍵制備技術與自動化生產工藝，并針對高速鐵路、市政工程、電力系統等國家重大工程建設領域發(fā)展需求，形成了具有獨立自主知識產權的包括RPC電纜槽體系、地鐵疏散平臺、仿古磚、橋梁掛檐板等多種產品，為今后RPC技術產業(yè)化示范工程的順利推進奠定了良好基礎。

  1.RPC電纜槽體系

  RPC電纜槽體系是由RPC預制槽體、RPC蓋板配套組合而成。這一體系結構最突出的特點是完全用RPC制造，而未使用傳統的受力鋼筋，充分發(fā)揮RPC基于密實的微觀結構所具有優(yōu)越的力學性能，在極大減輕結構自重的同時保證了結構的整體剛度。在具有相同抗彎能力的前提下，RPC電纜槽體系的重量僅為鋼筋混凝土結構的1/2左右，大大降低了橋面的二期荷載，且RPC材料有較高的抗拉強度，使得材料本身在結構中直接承受剪力，從而在設計中能夠采用更薄、更加新穎合理的截面形式。經檢測，RPC電纜槽體系抗壓可達130~150MPa，抗折可達18~20MPa，彈性模量大于48GPa，抗?jié)B性大于P50，28碳化深度0mm，600次抗凍融無變化，800次抗凍融彈性模量損失3.9%質量損失為零，完全符合超高強、高韌性、耐久性強、極低滲透性和體積穩(wěn)定性良好等技術指標。另外，RPC電纜槽體系采用工廠化預制生產工藝，產品質量穩(wěn)定可靠，外形尺寸規(guī)整統一，施工簡便，大幅度降低工程造價，降低維護費用，環(huán)境、經濟效益顯著。

  2.RPC仿古磚

  RPC仿古磚是中國建材總院響應天安門地面改造工程代建單位北京市公聯公路聯絡線有限責任公司技術支持專門進行試驗、開發(fā)的。天安門地面改造工程要求地面鋪裝材料不僅具有高性能，還要保持磚材質的傳統特色。由于RPC制品對制備技術和生產工藝等有較高要求，在試驗階段就遇到地磚蜂窩麻面、孔洞多、色差大等瓶頸問題，直接影響到工程能否在45天工期內順利完成。中國建材總院迎難而上，積極響應，迅速進行技術攻關，僅用10天時間就研制出符合技術指標要求的RPC仿古磚。通過調整振搗工藝與蒸養(yǎng)制度等技術改造，解決了前期孔洞多、色差大的技術難題，并針對工期緊、任務重的困難，開發(fā)出高強模具，克服鋼模成本高、施工不便的缺陷，極大地提高了生產效率和產品質量。

  RPC仿古磚，長478mm，寬238mm，厚度為80mm，抗壓強度>100MPa，抗折強度>11MPa，耐磨度>2.0，防滑性能>70。由于RPC中不含粗骨料具有高密實性和低孔隙率，使其具有高耐久性與良好的耐磨性，且RPC中著色劑的組分也不易向外析出，能保證產品顏色均一、持久，定期進行打磨拋光，即可保證長久如新，這一特點對天安門地面以后翻新、維護具有重要的現實意義。

  3.RPC掛檐板

  傳統掛檐板一般是采用C40混凝土進行預制，制成的掛檐板自重大，耐腐蝕性能差，施工效率較低，頻繁出現松動、脫落等現象，對經過橋梁下的車輛、行人造成了很大的安全隱患。

  RPC掛檐板是在傳統混凝土掛檐板的結構及使用功能上， 結合RPC的性能特點及掛檐板更換施工要求，對掛檐板尺寸進行優(yōu)化設計而成的。掛檐板單塊長度為50cm，高度為55cm，面板厚度為2.0cm，在掛檐板面板內側面設置雙條加強肋，以防止在運輸、安裝過程中面板發(fā)生脆斷。為了保持安裝效果美觀和施工簡便性，僅在掛檐板上部加強肋處按照設計孔徑設置預留孔。

  RPC掛檐板混凝土的力學性能、耐久性能均要優(yōu)于普通高強混凝土，且單塊RPC掛檐板制品重量僅為20kg，為傳統鋼筋混凝土掛檐板的1/2，通過預制掛板和緊固錨栓與主梁連接，安裝方便快捷，施工效率高，安全可靠，適合于替代傳統混凝土掛檐板。目前RPC掛檐板已成功應用于北京市朝陽區(qū)四惠立交東向北匝道橋掛檐板更換工程。

  4.RPC地鐵疏散平臺

  地鐵疏散平臺是為應對火災、恐怖襲擊等突發(fā)事故設計配套的區(qū)間隧道內逃生疏散平臺。RPC地鐵疏散平臺采用RPC疏散平臺板和支架的組合結構形式。其中，RPC疏散平臺板為矩形板，長度為1100~1500mm，寬度為550~900mm，厚度為30~60mm；設計要求疏散平臺的均布荷載為5kPa，集中荷載為每延米6個0.65KN，支架錨栓的技術要求為最大扭緊力矩為100N·m，抗拉承載力≥20kN。

  采用RPC材料制作地鐵疏散平臺強度高、耐久性好、防火性能好，能有效減輕結構自重，克服普通混凝土構件笨重、施工安裝速度慢的缺點，同時造價僅為鋼結構的2/3，對地鐵工程建設具有很好的經濟、社會效益。

  以市場為導向

  推進應用體系建設

  創(chuàng)新難，把創(chuàng)新產品推廣應用到市場上更難。如何把創(chuàng)新與產業(yè)對接，是中國建材總院進行RPC技術成果轉化過程中思考的重要命題。所謂轉化，是對RPC技術成果進行后續(xù)試驗、開發(fā)、應用、推廣，直至形成新產品、新工藝、新材料、新產業(yè)，實現生產力水平大提升。而圍繞產業(yè)鏈打造創(chuàng)新鏈，使得中國建材總院的 “RPC技術”這一創(chuàng)新主體迸發(fā)活力。

  如今，RPC電纜槽已經完成中試生產和試驗段示范工程，而RPC蓋板在高速鐵路中已進行全面推廣應用，包括京石客運專線、津秦客運專線、杭長客運專線、鄭徐客運專線、青榮城際鐵路、柳南城際鐵路等高鐵工程，RPC蓋板的總面積達到100萬平方米。RPC蓋板在國內高鐵工程中的應用實現了鐵路橋梁路基輔助設施材料技術的升級換代，也是迄今為止世界上最大規(guī)模的單項工程應用案例，在RPC 技術發(fā)展歷史上具有里程碑式的意義。與此同時，RPC技術在城市軌道交通領域的研究開發(fā)也取得不俗的進展。中國建材總院與設計院、施工單位緊密聯系，積極以市場為導向開展產學研用聯合，研發(fā)出的RPC地鐵疏散平臺以其優(yōu)異的性能實現了地鐵疏散平臺的升級換代，已在長沙市軌道交通1號線、2號線、南昌市軌道交通1號線、深圳市軌道交通11號線、北京地鐵14號線、天津地鐵6號線等項目中成功應用，僅2015年創(chuàng)造銷售收入3000萬元。憑借過硬的技術支持，中國建材總院研發(fā)出的RPC仿古磚、RPC掛檐板、防護板、電力蓋板、漏縫地板等新產品也已試驗成功，以優(yōu)異的性能得到工程界的認可，逐見效益，預計將在未來3~5年內得到更廣泛的推廣應用。

  經過近幾年的發(fā)展，中國建材總院已初步建立了RPC高鐵工程、城市軌道交通、市政工程應用技術體系，產品應用領域包括高速鐵路、城市軌道交通、市政工程等，實現銷售收入超億元，科技成果轉化和技術創(chuàng)新有了很大突破，形成產業(yè)新亮點。

  創(chuàng)新不停歇，科研不止步。中國建材總院將始終以市場為導向，以創(chuàng)新為動力，注重基礎研究、原始創(chuàng)新和核心關鍵技術突破，注重成果轉移轉化，大力培育戰(zhàn)略性新技術新產品，占據行業(yè)的制高點，實現跨越式的產業(yè)新生，為建材工業(yè)的發(fā)展、國民經濟建設及國防建設做出更大貢獻。