UHPC er talið eitt nýstárlegasta sementbundið verkfræðiefni á 20. öld. Sem stendur eru Frakkland, Sviss, Danmörk, Kína, Japan og Bandaríkin öll lönd með virka þróun UHPC. Þessi lönd hafa skuldbundið sig til að rannsaka tengda tækni og þróunarstrauma sameiginlegra mannvirkja, svo sem einstakra bygginga, brúarþilfara og samtenginga þeirra og brýr. Uppbygging og endurgerð, svalir, bygging stiga og fleira.
• Notkun göngubrúa og brúarþilfara
Á Spáni eru einnig mismunandi tegundir stofnana sem stuðla að innleiðingu á þessu sviði. Reyndar má rekja fyrstu umsókn um UHPC á Spáni aftur til ársins 2003, í samsettu byggingarverkefni Reina Sofia safnsins í Madríd. Ductal®-AF er notað til að steypa burðarvirki sem er 16m hæð og 32cm í þvermál. Því miður eru litlar upplýsingar um þetta verkefni, sem er einnig tímamót fyrir UHPC á alþjóðavísu.
Önnur umsókn um UHPC á Spáni kom áratug síðar, árið 2013 þegar göngubrú yfir Oveja's Ravine var fullgerð í miðjarðarhafsborginni Alicante. Með 43m breidd og 3m breidd varð mannvirkið fyrsta truss göngubrú í heimi sem byggð var eingöngu með UHPC. UHPC blandan notar staðbundið efni og hefur að meðaltali 150 mpa þrýstistyrk eftir loftherðingu.
Þar sem Valencia er opin borg var byggingaráætlunin lögð fram og lokaverkefnið að veruleika.
Mannvirkið hlaut byggingarverkfræðiverðlaunin 2013 frá spænska byggingarverkfræðifélaginu ACHE, sem og 2019 ACI arkitektúrverðlaunin sem viðurkenning fyrir framúrskarandi framlag hönnuða verkefnisins til iðnaðarins. Nú, næstum 10 árum síðar, þarf mannvirkið ekkert viðhald og helst í fullkomnu ástandi þrátt fyrir að vera útsett fyrir XS 1-stigi umhverfi.
Í kjölfar þessarar farsælu reynslu voru tvær göngubrýr til viðbótar byggðar árið 2014. Önnur er staðsett á V-21 hraðbrautinni í Puçol, Valencia, og hin er Guadassuar göngubrúin sem byggð var árið 2016.
Göngubrúarbyggingin hefur 30-33m span, sem nær til iðnaðarlegri, forsmíðaðri lausn sem gerir það kleift að ná lágmarks viðhaldskostnaði samanborið við aðra valkosti.
Þilfar allra þessara göngubrúa eru 35 mm þykkar óstyrktar UHPC þiljur, gerðar úr blöndu af UHPC og krókenda stáltrefjum. Frá árinu 2016 hefur þessi lausn verið notuð í margs konar verkefnum sem tæknilegt gólfefni í allt að 2×3 m stærð.
Árið 2021 var fjórða UHPC göngubrú Spánar sett upp í Sollana, með 15,4m span. Fyrir árslok 2022 verður önnur göngubrú með 35m breidd tekin í notkun nálægt Valencia.
• Notkun fljótandi mannvirkja í úthafsbúgarðum
Árið 2015 benti UHPC rannsóknar- og þróunarstofnunin á stórt viðvarandi vandamál í fiskeldisgeiranum: Galisía hefur 3.337 fljótandi eldisstöðvar sem notuð eru til að veiða krækling og líftími þeirra er sjaldan lengri en 10-15 ár. Þess vegna ákváðu þeir að hanna fljótandi mannvirki svipað og UHPC geislar. UHPC geislabyggingin getur haldið sömu þyngd, uppbyggingin er aðlögunarhæfari að áhrifum öldu og hefur betri endingu. Þess vegna urðu til fljótandi mannvirki framleidd af UHPC. Í október 2016 setti teymið upp fyrstu 365㎡ frumgerðina af fljótandi fleka fyrir AZTI í Cantabric Sea. Þetta varð fyrsta UHPC fljótandi mannvirkið í heiminum og fyrsta notkun þessa efnis í fiskeldi.
Frá sjónarhóli viðskiptastefnu gæti hugmyndin um að koma slíkri vöru á markað virst brjáluð, þar sem UHPC fljótandi bæir hafa fjórar skýrar hindranir:
Sjómenn hafa eðlislægar hugmyndafræðilegar hindranir: þeir trúa ekki á steinsteypu vegna þess að þeir sjá mikla tæringu í höfninni;
Flutningahindranir: Vöruframleiðsla UHPC er í 1,000km fjarlægð frá Galisíu, þar sem hefðbundið hráefni fyrir fljótandi fleka (tröllatré) er mikið, sem þýðir að notkun nýju lausnarinnar mun standa frammi fyrir tvöföldum erfiðleikum;
Verðhindrun: UHPC lausnir eru 25% dýrari en hefðbundnar lausnir;
Þekkingarhindrun: UHPC R&D aðstaða er sérfræðingar í háþróuðum efnum, en ekki í sjávarrækt.
Þrátt fyrir hinar fjölmörgu hindranir hér að ofan er ein lykilstaðreynd sem gerir rannsókna- og þróunarstofnunum og sérfræðingum kleift að komast inn á markaðinn: viðskiptavinirnir eru umsjónarmenn fljótandi fleka og þeir vita nákvæmlega hversu miklu fé þeir eyða á hverju ári til að vernda og gera við viðarmannvirki. Þess vegna er lögð áhersla á kosti UHPC fljótandi mannvirkja við að lækka viðhaldskostnað, sem gerir það rökréttara fyrir þau að koma inn á markaðinn. Núna eru meira en 20,000 fermetrar af UHPC fljótandi flekavirkjum notuð í Galisíu, Valencia, Adríahafi, Norðursjó og Eystrasalti.
Skoðunarstaða fyrsta UHPC flekans 5 árum eftir uppsetningu (2016-2021). Þrátt fyrir að vera í umhverfisflokki XS3 og þola öldur allt að 1,2m, er mannvirkið áfram í góðu ástandi og engin merki um tæringu. UHPC fljótandi flekar þola öldur allt að 3,7m. Með því að taka fljótandi flekann við árósa Baiona-árinnar í Galisíu sem dæmi er hann enn í fullkomnu ástandi.
• Uppbyggingarforrit fyrir þjóðvegabrú
Árið 2018 var fyrsta UHPC vegabrú Spánar lokið. Verkefnið lauk aðallega uppsetningu á brúarþilfari með 7m span (brúin skemmdist af rennsli Vernissa-árinnar árið 2007).
Áætlunin samanstendur af þremur tvíátta UHPC forsmíðuðum þáttum (40 cm þykkt) til að standast framtíðarmikið flæði og bæta endingu.
Árið 2019 varð vörubíll fyrir vörubíl á brú í Alcira (50 kílómetra fjarlægð frá þeirri fyrri) sem eyðilagði upphaflega tvö tvöfalda T-belti hennar. Verktaki hannaði nýja UHPC bita þannig að ef nýir árekstrar yrðu í framtíðinni myndu bitarnir ekki skemmast. Nýju UHPC tvöfaldir T-bitarnir eru forspenntir og framleiddir í verksmiðjunni í sömu stærðum og óskemmdir venjulegir steinsteyptir bitar.
• Umsóknir um viðgerðir á byggingu mannvirkja
Árið 2020, í kjölfar alþjóðlegrar lokunar af völdum kransæðaveirusjúkdómsins (COVID-2019), býður UHPC efni upp á möguleika fyrir margs konar notkunarsvið. Árið 2021 notaði spænskt fyrirtæki UHPC til að endurgera fjögurra hæða sögulega byggingu. Byggingin, byggð árið 1900, krafðist aukins hámarkshönnunarálags og varð að uppfylla lágmarkskröfur um gólfhæð. Vegna hæðarvandamála var ekki leyfilegt að setja dæmigerð steypu- eða stálgólf. Að auki, miðað við sérstakar varðveislukröfur þessarar arfleifðarbyggingar, þurfti að samþætta sum viðargólf sem ný gólf.
Af þessum ástæðum var byggingin endurgerð með UHPC efni. Lausnin lágmarkaði þyngd á hvern fermetra gólfefnis og kom í veg fyrir ofhleðslu á sögulegu byggingunni. UHPC skilar 40% afköstum eftir 24 klukkustundir, þannig að það auðveldar framgang verks og snemma fjarlægingu á formum.
• Þróun og notkun hagnýtra íhluta (sundlaug)
Árið 2021 hannaði Casas InHaus, spænskt forsmíðað húsnæðisfyrirtæki, 12 metra langa sundlaug með burðarvirki. Það var mest krefjandi að lengja stöngina. Notkun UHPC dregur úr þyngd um 70% samanborið við hefðbundin steinsteypt mannvirki, þannig að þykkt liðanna minnkar og hefur meira byggingargildi. Þetta tilfelli sýnir að léttur UHPC mannvirkja getur ekki aðeins dregið úr kostnaði heldur einnig veitt aukið gildi með fagurfræðilegum og listrænum áhrifum, sem gerir viðskiptavinum kleift að velja lausnir sem ekki er hægt að ná með öðrum efnum.
• Umsóknir um fljótandi uppbyggingu sólarorku
Árið 2022 verða UHPC íhlutir notaðir í fljótandi sólarverum. Þetta er í fyrsta skipti í heiminum sem UHPC efni eru notuð til að leysa vandamál sem upp koma í ljósvakaverkefnum á sjó. Einkaleyfishönnunin verndar UHPC pontuna fyrir áhrifum öldu á meðan það þjónar sem stífari til að lágmarka fjölda landfestinga til að ná markmiðinu um að draga úr kostnaði. Þessi lausn er nú fáanleg á markaðnum. Hönnunin er notuð í stærsta gervivatni Evrópusambandsins og uppsetningin er stærsta fljótandi sólarorkuver í stíflu í Evrópusambandinu.
Notkun UHPC er samkeppnishæfari en önnur efni vegna þess að bæði ending og léttleiki veita samkeppnisforskot í þessu forriti. Ending er mikilvæg vegna slits frá blautum aðstæðum og öldugangi.
Léttleiki lausnarinnar endurspeglast í eftirfarandi þáttum:
Meðalþéttleiki pontunnar er minni en 1. Ef pontonplatan er þynnri er þyngdin lægri, þannig að hægt er að halda þéttleikanum undir 1 með því að minnka þykkt pontonplötunnar og spara þannig meiri þyngd og draga úr kostnaði. Þetta gerir UHPC ponturnar verulega samkeppnishæfar við hefðbundnar steypulausnir.
Léttir festingar þurfa minni djúpristu til að fljóta og þar af leiðandi minnkar vatnsaflskraftar, sem sparar viðlegustaði og tengikostnað.
Hægt er að lækka flutnings- og rekstrarkostnað umtalsvert, með þessu tilviki helmingi flutningskostnað miðað við hefðbundnar lausnir.
• Fljótandi aðveitustöðvar burðarvirki umsóknir
Ending, léttleiki, eldþol og sveigjanleiki eru helstu kostir fljótandi tengivirkisins í Alqueva verksmiðjunni. Þessi aðveitustöð er viðbótarstoðlausn fyrir „Sólfljótandi burðarvirkið“ sem nefnt er hér að ofan, sem gerir það að fyrsta tengivirki í heiminum sem fullgert er með UHPC. Stærð tengivirkisins er 12,3mx 6,5m, þykktin er 1,29m og 22t gámur er hannaður í miðjunni.
Þessar farsælu forrit sanna að spænskir verkfræðingar og notendur hafa dýpri og dýpri skilning á möguleikum UHPC.
