UHPC betragtes som et af de mest innovative cementbaserede ingeniørmaterialer i det 20. århundrede. På nuværende tidspunkt er Frankrig, Schweiz, Danmark, Kina, Japan og USA alle lande med aktiv UHPC-udvikling. Disse lande er forpligtet til forskning i relaterede teknologier og udviklingstendenser for fælles strukturer, såsom enkeltbygninger, brodæk og deres fælles forbindelser og broer. Struktur og restaurering, balkon, trappekonstruktion og meget mere.
• Anvendelse af fodgængerbro og brodæk
I Spanien er der også forskellige typer institutioner, der fremmer implementering på dette område. Faktisk kan den første anvendelse af UHPC i Spanien spores tilbage til 2003, i det sammensatte strukturprojekt på Reina Sofia-museet i Madrid. Ductal®-AF bruges til at støbe en struktur med en højde på 16m og en diameter på 32cm. Desværre er der lidt information om dette projekt, som også er en milepæl for UHPC internationalt.
Den anden ansøgning om UHPC i Spanien kom et årti senere, i 2013, da en fodgængerbro over Ovejas kløft blev færdig i middelhavsbyen Alicante. Med en spændvidde på 43m og en bredde på 3m blev strukturen verdens første truss fodgængerbro bygget udelukkende med UHPC. UHPC-blandingen bruger lokalt tilgængelige materialer og har en gennemsnitlig trykstyrke på 150 mpa efter lufthærdning.
Da Valencia er en åben by, blev byggeplanen foreslået, og det endelige projekt blev realiseret.
Strukturen modtog 2013 Civil Engineering Award fra den spanske Civil Engineering Association ACHE, samt 2019 ACI Architecture Award som en anerkendelse af projektets designeres enestående bidrag til industrien. Nu, næsten 10 år senere, kræver strukturen ingen vedligeholdelse og forbliver i perfekt stand på trods af at den udsættes for et miljø på XS1-niveau.
Efter denne succesfulde oplevelse blev der bygget yderligere to fodgængerbroer i 2014. Den ene er placeret på V-21-motorvejen i Puçol, Valencia, og den anden er Guadassuar-fodgængerbroen bygget i 2016.
Gangbrostrukturen har en spændvidde på 30-33m, hvilket giver en mere industriel, præfabrikeret løsning, der gør det muligt at opnå minimale vedligeholdelsesomkostninger sammenlignet med andre muligheder.
Dækkene på alle disse gangbroer er 35 mm tykke uforstærkede UHPC-paneler, lavet af en blanding af UHPC- og krogende stålfibre. Siden 2016 er denne løsning blevet brugt i mange forskellige typer projekter som teknisk gulvbelægning i størrelser op til 2×3 m.
I 2021 blev Spaniens fjerde UHPC-fodgængerbro installeret i Sollana med et spænd på 15,4m. Inden udgangen af 2022 vil en anden fodgængerbro med et spænd på 35m blive taget i brug nær Valencia.
• Anvendelse af flydende strukturer i offshore ranches
I 2015 identificerede det lokale UHPC forsknings- og udviklingsagentur et stort vedvarende problem i akvakultursektoren: Galicien har 3.337 flydende farme, der bruges til at høste muslinger, og deres levetid overstiger sjældent 10-15 år. Derfor besluttede de at designe en flydende struktur svarende til UHPC-bjælker. UHPC-bjælkestrukturen kan opretholde den samme vægt, strukturen er mere tilpasselig til påvirkningen af bølger og har bedre holdbarhed. Derfor opstod flydende strukturer lavet af UHPC. I oktober 2016 installerede holdet den første 365㎡ flydende flådeprototype til AZTI i Cantabric Sea. Dette blev verdens første UHPC flydende struktur og den første anvendelse af dette materiale i akvakultur.
Fra et forretningsstrategisk perspektiv kan ideen om at bringe et sådant produkt på markedet virke skør, da UHPC flydende farme har fire klare forhindringer:
Fiskere har iboende konceptuelle barrierer: de tror ikke på beton, fordi de ser meget korrosion i havnen;
Transporthindringer: UHPC-produktproduktionsfabrikken ligger 1,000 km væk fra Galicien, hvor det traditionelle råmateriale til flydende flåder (eukalyptustræ) er rigeligt, hvilket betyder, at brugen af den nye løsning vil møde dobbelte vanskeligheder;
Prisbarriere: UHPC-løsninger er 25 % dyrere end traditionelle løsninger;
Vidensbarriere: UHPC R&D-faciliteter er eksperter i avancerede materialer, men ikke i fisk og skaldyr.
På trods af de mange forhindringer ovenfor, er der én nøglekendsgerning, der gør det muligt for forsknings- og udviklingsinstitutioner og praktikere at komme ind på markedet: Kunderne er vedligeholdere af flydende flåder, og de ved præcis, hvor mange penge de bruger hvert år på at beskytte og reparere trækonstruktioner. Derfor fremhæves fordelen ved UHPC flydende strukturer ved at reducere vedligeholdelsesomkostningerne, hvilket gør det mere logisk for dem at komme ind på markedet. Der er i øjeblikket mere end 20,000 kvadratmeter UHPC flydende tømmerflådestrukturer brugt i Galicien, Valencia, Adriaterhavet, Nordsøen og Østersøen.
Inspektionsstatus for den første UHPC-flåde 5 år efter installation (2016-2021). På trods af at den er i en miljøklasse på XS3 og tåler bølger op til 1,2 m, forbliver strukturen i god stand uden tegn på korrosion. UHPC flydende flåder kan modstå bølger op til 3,7m. Tager man den flydende tømmerflåde ved Baiona-flodens udmunding i Galicien som eksempel, er den stadig i perfekt stand.
• Strukturelle anvendelser af motorvejsbroer
I 2018 stod Spaniens første UHPC-vejbro færdig. Projektet afsluttede hovedsageligt installationen af et vejbrodæk med en spændvidde på 7m (broen blev beskadiget af Vernissa-flodens strømning i 2007).
Ordningen består af tre tovejs UHPC præfabrikerede elementer (40 cm tyk) for at modstå fremtidige højstrømsoversvømmelser og forbedre holdbarheden.
I 2019 blev en bro i Alcira (50 kilometer væk fra den forrige) ramt af en lastbil og ødelagde dens originale to dobbelte T-dragere. Entreprenøren har designet nye UHPC-bjælker, så bjælkerne ikke tager skade, hvis der i fremtiden skulle ske nye sammenstød. De nye UHPC dobbelte T-bjælker er forspændt og fremstillet på fabrikken i samme mål som ubeskadigede almindelige betonbjælker.
• Ansøgninger om reparation af bygningsstrukturer
I 2020, efter den globale nedlukning forårsaget af coronavirussygdommen (COVID-2019), tilbyder UHPC-materialer muligheder for en række anvendelsesscenarier. I 2021 brugte et spansk firma UHPC til at restaurere en fire-etagers historisk bygning. Bygningen, der blev bygget i 1900, krævede øgede maksimale designbelastninger og skulle overholde minimumskrav til etagehøjde. På grund af højdeproblemer måtte typiske beton- eller stålgulve ikke installeres. I betragtning af de særlige bevaringskrav til denne kulturarvsbygning skulle nogle trægulve desuden integreres som nye gulve.
Af disse grunde blev bygningen restaureret ved hjælp af UHPC-materialer. Løsningen minimerede vægten pr. kvadratmeter gulvbelægning, så den historiske bygning blev overbelastet. UHPC leverer 40 % ydelse efter 24 timer, så det letter projektforløbet og tidlig fjernelse af forskallingen.
• Udvikling og anvendelse af funktionelle komponenter (swimmingpool)
I 2021 designede Casas InHaus, et spansk præfabrikeret boligselskab, en 12 m lang udkraget swimmingpool. Det mest udfordrende var at øge længden af udkragningen. Anvendelsen af UHPC reducerer vægten med 70% sammenlignet med traditionelle betonkonstruktioner, så tykkelsen af elementerne reduceres og har større arkitektonisk værdi. Denne sag illustrerer, at UHPC-strukturernes lette vægt ikke kun kan reducere omkostningerne, men også give ekstra værdi gennem æstetiske og kunstneriske effekter, hvilket giver kunderne mulighed for at vælge løsninger, der ikke kan opnås med andre materialer.
• Anvendelser til flydende solceller
I 2022 vil UHPC-komponenter blive brugt i flydende solcelleanlæg. Det er første gang i verden, at UHPC-materialer bruges til at løse problemer, der opstår i offshore solcelleprojekter. Det patenterede design beskytter UHPC pontonplatformen mod bølgeslag, mens det tjener som en afstivning for at minimere antallet af fortøjninger for at nå målet om at reducere omkostningerne. Denne løsning er i øjeblikket tilgængelig på markedet. Designet bruges i den største kunstige sø i EU, og installationen er det største flydende solenergianlæg i en dæmning i EU.
Brug af UHPC er mere konkurrencedygtig end andre materialer, fordi både holdbarhed og lethed giver en konkurrencefordel i denne applikation. Holdbarhed er vigtig på grund af slitage fra våde forhold og bølger.
Løsningens lethed afspejles i følgende aspekter:
Den gennemsnitlige tæthed på en ponton er mindre end 1. Hvis pontonpladen er tyndere, er vægten lavere, så tætheden kan holdes under 1 ved at reducere pontonpladens tykkelse og derved spare mere vægt og reducere omkostninger. Dette gør UHPC-pontoner markant konkurrencedygtige med traditionelle betonløsninger.
Letvægtselementer kræver et reduceret træk for at flyde og derfor reducerede hydrodynamiske kræfter, hvilket sparer fortøjningspunkter og tilslutningsomkostninger.
Transport- og driftsomkostninger kan reduceres markant, med denne sag halverer transportomkostningerne sammenlignet med traditionelle løsninger.
• Strukturelle anvendelser af flydende transformerstationer
Holdbarhed, lethed, brandmodstand og fleksibilitet er de vigtigste fordele ved den flydende transformerstation på Alqueva-fabrikken. Denne transformerstation er en hjælpeløsning til "Solar Floating Structure" nævnt ovenfor, hvilket gør den til den første transformerstation i verden, der færdiggøres med UHPC. Transformatorstationens størrelse er 12,3m x 6,5m, tykkelsen er 1,29m, og en 22t container er designet i midten.
Disse succesfulde applikationer beviser, at spanske ingeniører og brugere har en dybere og dybere forståelse af mulighederne ved UHPC.
