同济大学优秀校友赵筠先生做客同济-科思创学者讲坛

应材料学院邀请，同济大学优秀校友赵筠先生专程到访材料学院并做客同济-科思创学者讲坛，就超高性能混凝土（UHPC）的应用创新发展与未来展望等前沿内容，为学院师生及全国同行作学术报告，并与与会者就相关研究问题展开深入交流和探讨。

本次讲坛借助腾讯会议室，采用线上与线下混合方式，共有450余听众聆听了这场精彩的报告。

赵筠先生担任中国混凝土与水泥制品协会超高性能水泥基材料与工程技术分会（CCPA-UHPC分会）秘书长。赵筠先生于1985年毕业于同济大学材料科学与工程系混凝土与水泥制品专业，1988年在北京市政工程研究院获工学硕士学位，1994年赴丹麦Aalborg Portland水泥与混凝土实验室进修。赵筠先生是同济大学材料科学与工程学院优秀校友，为土木工程材料方向学生的培养和就业倾注大量心血，提供了很多卓有成效的帮助。赵筠先生长期从事混凝土材料科学与应用技术研究，包括自密实混凝土（SCC）、高强混凝土、高性能混凝土、超高性能混凝土（UHPC）和混凝土耐久性等，在硅灰于混凝土和砂浆中的应用技术方面造诣颇深，曾任挪威埃肯集团公司北京代表处技术经理，在中欧高性能混凝土技术交流方面发挥了超强的纽带和桥梁作用。赵筠先生出版专著4本，发表学术论文40余篇，编制标准规范10余部。目前，赵筠先生在促进UHPC技术与应用发展、标准化等工作方面倾注大量心血。

首先，赵筠先生历数了超高性能混凝土（UHPC）发展历程中出现的国内外大事件。自首个UHPC发明专利在丹麦被提出后，UHPC设计理论得到了快速的发展，应用案例遍布世界数十多个国家和地区，特别在近十多年，法国和丹麦的建筑工程、瑞士维修加固工程、马来西亚桥梁工程、欧洲风电工程和北美桥梁结构连接工程以及我国钢桥工程等领域，UHPC的应用得到了快速发展。

图1 UHPC发展国外国内大事年表

赵筠先生在“水泥基材料重大发展”的章节中，从决定混凝土的强度因素、提升水泥基材料性能的技术手段逐步延伸到“UHPC的原理与理念”。赵筠先生高度赞扬了丹麦Aalborg Portland的Bache教授发展DSP (Densified Systems with uniformly distributed ultra-fine Particles)理论，分析了Bache教授用超细水泥作为超细材料制备UHPC试验从失败到成功的原因，认为主要归功于高效减水剂的应用。

图2 UHPC的原理与理念

在“UHPC与R-UHPC的力学性能”章节中，赵筠先生首先对测试UHPC力学强度的试验方法进行了介绍。单轴拉伸试验结果证明，相较于普通混凝土，UHPC抗拉性能和韧性实现跨越式提高。赵筠先生结合试验数据，分析了应变纤维硬化混凝土与应变纤维软化混凝土的拉应力-拉应变的变化曲线，并对比了软化阶段裂缝扩展的特征，强调UHPC直拉性能测试的重要性；结合具体工程，对比了预制梁、钢梁、UHPC梁的成本、重量、最大挠度等数据，进一步说明UHPC在相关工程中的优越性。赵筠先生表示，现代制备UHPC性能最大进步是工作性，工作性的改善来自于减水剂性能的提升。他介绍了已经应用到UHPC的增强纤维的品种和应用特点，分析了聚乙烯醇(PVA)纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯(PP)纤维(提高耐高温性能)的优缺点，展望了高密度或超高分子量聚乙烯(HDPE或UHMWPE)纤维、耐碱玄武岩纤维、聚甲醛(POM)纤维、芳纶(Aramid)纤维等在UHPC应用领域的发展要点。

图3 最紧密堆积理论分布曲线

赵筠先生对UHPC 材料组成颗粒级配的优化提出了自己的看法，即改进版本的M&M模型。对材料组成颗粒级配的优化，进一步提高UHPC性能具有可信赖的指导作用。

赵筠先生在“实用化UHPC性能范围”章节中，简述了国内外关于超高性能混凝土（UHPC）等方面内容，对比了基本性能与试验方法的差异，重点介绍了UHPC自收缩、干燥收缩试验以及热养护过程中的收缩的试验结果。

图4 养护条件对UHPC的收缩的影响

在“UHPC材料与结构的耐久性”章节中，赵筠先生从“传统混凝土的耐久性”问题引入到“UHPC结构的耐久性”的主题上，从氯离子扩散系数以及微观区域含氧量等角度，说明UHPC内部的钢材一般不会被锈蚀。赵筠先生总结到：法国、日本等研究工作说明，UHPC不耐重化学腐蚀，而德国方面的研究显示，UHPC可耐pH>3.5酸腐蚀。进一步地，在柏林技术大学试验(1994)中，w/c = 0.25和0.3的HPC立方试件标养56d后，打磨除去两侧表面层，经90℃水养7d，暴露表面出现微裂缝；未打磨表面，没有出现微裂缝。通过现象分析原因，赵筠先生抛出了一个引人深思的问题，即未水化水泥对UHPC耐久性是好是坏？赵筠先生认为研究这个问题，最需要搞清楚的是“膨胀原因及发生条件”。

图5 未水化水泥对UHPC耐久性是好是坏？

图6国内外UHPC的应用案例

在后续的章节中，赵筠教授分别介绍了国内外UHPC的应用案例。大到UHPC桥梁、高楼与校园建筑等，小到长凳、楼梯与幕墙等，美轮美奂的UHPC结构与构件使得与会者深深认识到UHPC光明的发展前景。 最后，赵筠先生提出了UHPC技术与应用的未来发展的几点建议，认为UHPC在桥梁应用技术、建筑应用技术、结构维修加固技术等领域会有长足的发展，并预计UHPC在生产替代铸铁铸钢、钢材、石材产品或构件等方面会有显著优势。

    本次学术报告吸引了多个相关课题组的师生前来听取，大家纷纷表示受益颇多，不仅在报告中学到了与课题相关的知识，对自己的研究领域有了更深的理解，而且通过与校友赵筠先生的交流与探讨，更加拓宽了科研视野，丰富了自己的知识储备，进一步提高了国际化水平。

图7孙振平教授向赵筠教授赠予纪念礼物