混凝土技术大突破！层状压缩铸造法让强度飙升近 100%
原创
砼科
砼科
2025年10月26日 13:21
广东
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在建筑行业，混凝土是不可或缺的核心材料。一直以来，工程师们都在寻找既能提升混凝土性能，又无需额外增加成本和材料的方法。深圳大学吴宇飞团队的一项研究，成功开发出 “混凝土层状压缩铸造（LCC）方法”，为预制混凝土构件的生产带来了革命性突破，相关成果已发表在权威期刊《Cement and Concrete Composites》）。传统压缩铸造的 “痛点”，终于被攻克了压缩铸造技术其实并不新鲜，它基于高压排除孔隙和多余的水分，能在不添加额外材料和化学品的情况下，显著提升混凝土的性能，非常适合预制混凝土构件的制造。但长期以来，这项技术面临着一个关键难题：全尺寸结构构件（如梁、柱）的压缩铸造难以实现。原因很简单：制造全尺寸构件需要极高的压缩压力，而现有模具和铸造设施的承载能力根本无法满足。这就导致压缩铸造只能局限于小尺寸的混凝土圆柱体或立方体试样（如直径 150mm、高度 300mm 的圆柱体），无法真正应用到实际建筑工程中。为了解决这个 “卡脖子” 问题，研究团队创新性地提出了 “层状压缩铸造（LCC）方法”—— 将混凝土构件分层浇筑、逐层压缩。这样一来，既能保证混凝土充分压实，又能将模具和设备的承载压力控制在可行范围内，完美兼顾了性能与实用性。性能有多惊艳？数据说话！为了验证 LCC 方法的效果，团队系统研究了 6 个关键参数（压缩压力 P、浇注层高度 H、压缩持续时间 T、水泥含量 C、水灰比 W/C、再生骨料用量）对混凝土力学性能的影响，并与传统混凝土（NC）进行了对比。结果超出预期：1. 抗压强度、弹性模量 “双翻倍”与传统混凝土相比，LCC 混凝土的抗压强度最高提升近 100% ，弹性模量也提高了约 50%。比如，采用最佳参数的 LCC 试样，抗压强度从传统混凝土的 28MPa 飙升至 51.3MPa，几乎翻倍！这意味着用 LCC 方法制造的混凝土构件，能承受更大的荷载，安全性和耐久性大幅提升。2. 再生骨料也能 “变废为宝”在环保趋势下，再生骨料（RA）的回收利用是行业重点。研究发现，即使混凝土中再生骨料用量达到 100%，通过 LCC 方法处理后，其强度仍能比不含再生骨料的传统混凝土高 70% 以上。这不仅解决了建筑废料处理难题，还减少了天然骨料的开采，真正实现了 “绿色施工”。3. 还能减少水泥用量，降本又环保水泥生产是建筑行业的 “耗能#水泥 #混凝土 #土木工程 #土木工程材料
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2025年10月26日 13:21
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在建筑行业，混凝土是不可或缺的核心材料。一直以来，工程师们都在寻找既能提升混凝土性能，又无需额外增加成本和材料的方法。深圳大学吴宇飞团队的一项研究，成功开发出 “混凝土层状压缩铸造（LCC）方法”，为预制混凝土构件的生产带来了革命性突破，相关成果已发表在权威期刊《Cement and Concrete Composites》）。传统压缩铸造的 “痛点”，终于被攻克了压缩铸造技术其实并不新鲜，它基于高压排除孔隙和多余的水分，能在不添加额外材料和化学品的情况下，显著提升混凝土的性能，非常适合预制混凝土构件的制造。但长期以来，这项技术面临着一个关键难题：全尺寸结构构件（如梁、柱）的压缩铸造难以实现。原因很简单：制造全尺寸构件需要极高的压缩压力，而现有模具和铸造设施的承载能力根本无法满足。这就导致压缩铸造只能局限于小尺寸的混凝土圆柱体或立方体试样（如直径 150mm、高度 300mm 的圆柱体），无法真正应用到实际建筑工程中。为了解决这个 “卡脖子” 问题，研究团队创新性地提出了 “层状压缩铸造（LCC）方法”—— 将混凝土构件分层浇筑、逐层压缩。这样一来，既能保证混凝土充分压实，又能将模具和设备的承载压力控制在可行范围内，完美兼顾了性能与实用性。性能有多惊艳？数据说话！为了验证 LCC 方法的效果，团队系统研究了 6 个关键参数（压缩压力 P、浇注层高度 H、压缩持续时间 T、水泥含量 C、水灰比 W/C、再生骨料用量）对混凝土力学性能的影响，并与传统混凝土（NC）进行了对比。结果超出预期：1. 抗压强度、弹性模量 “双翻倍”与传统混凝土相比，LCC 混凝土的抗压强度最高提升近 100% ，弹性模量也提高了约 50%。比如，采用最佳参数的 LCC 试样，抗压强度从传统混凝土的 28MPa 飙升至 51.3MPa，几乎翻倍！这意味着用 LCC 方法制造的混凝土构件，能承受更大的荷载，安全性和耐久性大幅提升。2. 再生骨料也能 “变废为宝”在环保趋势下，再生骨料（RA）的回收利用是行业重点。研究发现，即使混凝土中再生骨料用量达到 100%，通过 LCC 方法处理后，其强度仍能比不含再生骨料的传统混凝土高 70% 以上。这不仅解决了建筑废料处理难题，还减少了天然骨料的开采，真正实现了 “绿色施工”。3. 还能减少水泥用量，降本又环保水泥生产是建筑行业的 “耗能#水泥 #混凝土 #土木工程 #土木工程材料
