创新混凝土配方,西浦设计学院团队摘得全国混凝土设计大赛最佳功能设计奖

2025年09月15日

在2025年9月5日-6日于广州举办的第十五届全国混凝土设计大赛上,西交利物浦大学设计学院团队荣获院校组最佳功能设计奖。

大赛以“轻质、高强和高韧性:基于混凝土强度、密度和韧性的配合比设计”为主题,既聚焦行业技术痛点,更呼应“绿色低碳、可持续发展”的产业需求。来自全国的企业和院校的48支团队参加了比赛。

西浦设计学院参赛团队成员包括成孝栋、李洁、程楚云和郑壬庚,在土木工程系夏骏博士和Ominda Nanayakkara博士的指导下,创新性地采用芳纶纤维增强轻质高性能混凝土,且该混凝土具备一定耐火性能。

大赛裁判长、清华大学阎培渝教授为西浦团队颁奖

团队依托西浦土木工程系实验室的力学与高温设备,为轻质高强混凝土设计赋予特色,成功论证芳纶纤维对混凝土抗压、耐火性能的提升作用。

在长达两个月的备赛期内,团队共浇筑23组不同配合比试件开展性能验证,以 “确定基础配比——轻质参数调控——韧性增强适配——养护制度协同”为技术路线,通力协作、层层迭代,通过实验验证与理论模型结合,实现密度、强度、与耐高温性能的平衡。

团队代表成孝栋进行现场答辩

团队混凝土设计方案以课题组已验证的UHPC基础配合比为基准,通过多参数协同优化形成技术路线:胶凝体系采用 “水泥+粒化高炉矿渣+硅灰” 复配,替代了50%水泥,实现了减碳,并保障了基体强度;骨料体系用中空玻璃微珠(HGMs)替代部分石英砂,经级配优化,平衡轻质需求与基体致密性;增强体系掺加对位芳纶纤维,在保障浆体流动性的同时,提升混凝土强度与耐高温能力;养护制度采用“90℃水浴养护48h+200℃干热养护”两阶段模式,降低高温剥落风险。

不同干热养护方式高温后剥落情况

本次大赛由中国混凝土与水泥制品协会主办,中建西部建设股份有限公司、广东省预拌混凝土行业协会协办,预拌混凝土分会、教育与人力资源工作委员会共同承办。

(供稿:土木工程系 编辑:钱懿)

2025年09月15日