UHPC regnes som et av de mest innovative sementbaserte ingeniørmaterialene på 1900-tallet. For tiden er Frankrike, Sveits, Danmark, Kina, Japan og USA alle land med aktiv UHPC-utvikling. Disse landene er forpliktet til forskning på relaterte teknologier og utviklingstrender for vanlige strukturer, som enkeltbygg, brodekk og deres felles forbindelser, og broer. Struktur og restaurering, balkong, trappeoppbygging og mer.
• Bruksområder for fotgjengerbroer og brodekke
I Spania er det også ulike typer institusjoner som fremmer implementering på dette området. Faktisk kan den første anvendelsen av UHPC i Spania spores tilbake til 2003, i det sammensatte strukturprosjektet til Reina Sofia-museet i Madrid. Ductal®-AF brukes til å støpe en struktur med en høyde på 16m og en diameter på 32cm. Dessverre er det lite informasjon om dette prosjektet, som også er en milepæl for UHPC internasjonalt.
Den andre søknaden om UHPC i Spania kom et tiår senere, i 2013 da en fotgjengerbro over Ovejas ravine ble fullført i middelhavsbyen Alicante. Med et spenn på 43m og en bredde på 3m ble strukturen verdens første fagverksgangbro bygget eksklusivt med UHPC. UHPC-blandingen bruker lokalt tilgjengelige materialer og har en gjennomsnittlig trykkstyrke på 150 mpa etter luftherding.
Siden Valencia er en åpen by, ble byggeplanen foreslått og det endelige prosjektet ble realisert.
Strukturen mottok 2013 Civil Engineering Award fra den spanske Civil Engineering Association ACHE, samt 2019 ACI Architecture Award som en anerkjennelse for prosjektets designeres enestående bidrag til industrien. Nå, nesten 10 år senere, krever strukturen ingen vedlikehold og forblir i perfekt stand til tross for at den er utsatt for et miljø på XS1-nivå.
Etter denne vellykkede opplevelsen ble det bygget ytterligere to fotgjengerbroer i 2014. Den ene ligger på motorveien V-21 i Puçol, Valencia, og den andre er fotgjengerbroen Guadassuar bygget i 2016.
Gangbrostrukturen har en spennvidde på 30-33m, og oppnår en mer industriell, prefabrikkert løsning som lar den oppnå minimale vedlikeholdskostnader sammenlignet med andre alternativer.
Dekkene på alle disse gangbroene er 35 mm tykke uforsterkede UHPC-paneler, laget av en blanding av UHPC- og krokende stålfibre. Siden 2016 har denne løsningen blitt brukt i mange ulike typer prosjekter som teknisk gulv i størrelser opp til 2×3 m.
I 2021 ble Spanias fjerde UHPC-fotgjengerbro installert i Sollana, med et spenn på 15,4m. Før slutten av 2022 vil en andre gangbro med et spenn på 35m bli tatt i bruk nær Valencia.
• Anvendelse av flytende strukturer i offshore rancher
I 2015 identifiserte det lokale UHPC-forsknings- og utviklingsbyrået et stort vedvarende problem i akvakultursektoren: Galicia har 3337 flytende gårder som brukes til å høste blåskjell, og levetiden deres overstiger sjelden 10-15 år. Derfor bestemte de seg for å designe en flytende struktur som ligner på UHPC-bjelker. UHPC-bjelkestrukturen kan opprettholde samme vekt, strukturen er mer tilpasningsdyktig til påvirkning av bølger, og har bedre holdbarhet. Derfor ble flytende strukturer laget av UHPC til. I oktober 2016 installerte teamet den første 365㎡ flytende flåteprototypen for AZTI i Cantabric Sea. Dette ble verdens første UHPC-flytende struktur og den første bruken av dette materialet i akvakultur.
Fra et forretningsstrategiperspektiv kan ideen om å bringe et slikt produkt til markedet virke sprø, ettersom UHPC flytende gårder har fire klare hindringer:
Fiskere har iboende konseptuelle barrierer: de tror ikke på betong fordi de ser mye korrosjon i havnen;
Transporthindringer: UHPC-produktproduksjonsfabrikken ligger 1,000km unna Galicia, hvor det tradisjonelle råmaterialet for flytende flåter (eukalyptustre) er rikelig, noe som betyr at bruk av den nye løsningen vil møte doble vanskeligheter;
Prisbarriere: UHPC-løsninger er 25 % dyrere enn tradisjonelle løsninger;
Kunnskapsbarriere: UHPC FoU-anlegg er eksperter på avanserte materialer, men ikke i sjømatoppdrett.
Til tross for de mange hindringene ovenfor, er det ett viktig faktum som gjør at FoU-institusjoner og utøvere kan komme inn på markedet: kundene er vedlikeholdere av flytende flåter, og de vet nøyaktig hvor mye penger de bruker hvert år på å beskytte og reparere trekonstruksjoner. Derfor fremheves fordelen med UHPC flytende strukturer for å redusere vedlikeholdskostnadene, noe som gjør det mer logisk for dem å komme inn på markedet. Det er for tiden mer enn 20,000 kvadratmeter med UHPC flytende flåtestrukturer brukt i Galicia, Valencia, Adriaterhavet, Nordsjøen og Østersjøen.
Inspeksjonsstatus for den første UHPC-flåten 5 år etter installasjon (2016-2021). Til tross for at den er i en miljøklasse på XS3 og tåler bølger på opptil 1,2 m, forblir strukturen i god stand uten tegn til korrosjon. UHPC flytende flåter tåler bølger opp til 3,7m. Med den flytende flåten ved elvemunningen Baiona i Galicia som eksempel, er den fortsatt i perfekt stand.
• Strukturelle bruksområder for motorveier
I 2018 ble Spanias første UHPC-veibro ferdigstilt. Prosjektet fullførte hovedsakelig installasjonen av et veibrodekke med et spenn på 7m (broen ble skadet av strømmen av Vernissa-elven i 2007).
Opplegget består av tre toveis UHPC-prefabrikkerte elementer (40 cm tykke) for å motstå fremtidige høyflytende flom og forbedre holdbarheten.
I 2019 ble en bro i Alcira (50 kilometer unna den forrige) truffet av en lastebil, og ødela de originale to doble T-dragerne. Entreprenøren tegnet nye UHPC-bjelker slik at hvis det skulle komme nye sammenstøt i fremtiden, ville bjelkene ikke bli skadet. De nye UHPC doble T-bjelkene er forspent og produsert i fabrikken i samme dimensjoner som uskadde vanlige betongbjelker.
• Reparasjonsapplikasjoner for bygningskonstruksjoner
I 2020, etter den globale nedstengningen forårsaket av koronavirussykdommen (COVID-2019), tilbyr UHPC-materialer muligheter for en rekke bruksscenarier. I 2021 brukte et spansk selskap UHPC til å restaurere en fire-etasjers historisk bygning. Bygningen, bygget i 1900, krevde økte maksimale designbelastninger og måtte overholde minimumskrav til gulvhøyde. På grunn av høydeproblemer var det ikke tillatt å installere typiske betong- eller stålgulv. I tillegg, gitt de spesielle bevaringskravene til denne kulturarvbygningen, måtte noen tregulv integreres som nye gulv.
Av disse grunnene ble bygningen restaurert ved bruk av UHPC-materialer. Løsningen minimerte vekten per kvadratmeter gulv, og unngikk overbelastning av den historiske bygningen. UHPC leverer 40 % ytelse etter 24 timer, så det letter prosjektfremdrift og tidlig fjerning av forskaling.
• Utvikling og anvendelse av funksjonelle komponenter (svømmebasseng)
I 2021 tegnet Casas InHaus, et spansk prefabrikkert boligselskap, et 12 meter langt utkragende svømmebasseng. Å øke lengden på utkrageren var det mest utfordrende. Bruk av UHPC reduserer vekten med 70 % sammenlignet med tradisjonelle betongkonstruksjoner, slik at tykkelsen på elementene reduseres og har større arkitektonisk verdi. Denne saken illustrerer at lette UHPC-strukturer ikke bare kan redusere kostnadene, men også gi ekstra verdi gjennom estetiske og kunstneriske effekter, slik at kundene kan velge løsninger som ikke kan oppnås med andre materialer.
• Solar flytende struktur applikasjoner
I 2022 skal UHPC-komponenter brukes i flytende solcelleanlegg. Dette er første gang i verden at UHPC-materialer brukes til å løse problemer som oppstår i offshore solcelleprosjekter. Den patenterte designen beskytter UHPC-pontongplattformen mot bølgeslag mens den fungerer som en avstivning for å minimere antall fortøyninger for å oppnå målet om å redusere kostnadene. Denne løsningen er for tiden tilgjengelig på markedet. Designet brukes i den største kunstige innsjøen i EU, og installasjonen er det største flytende solkraftverket i en demning i EU.
Å bruke UHPC er mer konkurransedyktig enn andre materialer fordi både holdbarhet og letthet gir et konkurransefortrinn i denne applikasjonen. Holdbarhet er viktig på grunn av slitasje fra våte forhold og bølger.
Løsningens letthet gjenspeiles i følgende aspekter:
Den gjennomsnittlige tettheten til en pongtong er mindre enn 1. Hvis pongtongplaten er tynnere, er vekten lavere, så tettheten kan holdes under 1 ved å redusere tykkelsen på pongtongplaten, og dermed spare mer vekt og redusere kostnader. Dette gjør UHPC-pontonger betydelig konkurransedyktige med tradisjonelle betongløsninger.
Lettvektselementer krever redusert trekk for å flyte og derfor reduserte hydrodynamiske krefter, noe som sparer fortøyningspunkter og tilkoblingskostnader.
Transport- og driftskostnader kan reduseres betydelig, med dette tilfellet halvering av transportkostnadene sammenlignet med tradisjonelle løsninger.
• Strukturelle bruksområder for flytende transformatorstasjoner
Holdbarhet, letthet, brannmotstand og fleksibilitet er hovedfordelene til den flytende transformatorstasjonen på Alqueva-fabrikken. Denne transformatorstasjonen er en tilleggsstøtteløsning for "Solar Floating Structure" nevnt ovenfor, noe som gjør den til den første transformatorstasjonen i verden som er ferdigstilt med UHPC. Størrelsen på transformatorstasjonen er 12,3m x 6,5m, tykkelsen er 1,29m, og en 22t container er designet i midten.
Disse vellykkede applikasjonene beviser at spanske ingeniører og brukere har en dypere og dypere forståelse av mulighetene til UHPC.
