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附件1
协会标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
风电塔筒用超高性能混凝土管片
建议项目名称
(英文)
Ultra-HighPerformanceConcreteSegmentsforWindPowerTower
制定或修订
R制定
□修订
被修订标准号
/
采用程度
□IDT
□MOD
□NEQ
采标号
/
国际标准名称(中文)
/
国际标准名称(英文)
/
ICS分类号
91.100.30
中国标准分类号
Q14
标准主要起草单位
上海风领新能源有限公司、苏州混凝土水泥制品研究院有限公司
计划起止时间
2023年6月~2024年6月
目的﹑意义或
必要性
指出标准项目涉及的方面,期望解决的问题:
超高性能混凝土(简称UHPC)是一种具有超高强度、超强韧性和超长耐久性的新型水泥基材料。由于UHPC的水胶比较低、颗粒堆积密度高,再加上钢纤维的增强作用,其经养护后具有较低的孔隙率和孔隙连通性,显著提高了UHPC的耐久性能和力学性能。UHPC的抗压强度约为普通混凝土的3倍~16倍,在相同荷载下,其结构的重量仅为普通混凝土结构的1/3或1/4,因而有利于减小结构截面面积、提高结构承载能力。此外,UHPC中通常掺有硅灰、矿渣、粉煤灰等工业固体废弃物,从全寿命看,符合低碳、绿色发展的理念。近年来,UHPC因其优异的力学性能和耐久性能在各工程领域得到广泛的应用,并被认为是未来基础建设中最具发展潜力的建筑材料之一。
我国能源结构正处于由传统能源向新型清洁能源的结构改革时期,风力发电的开发获得国内瞩目。2022年,我国风电、光伏发电新增装机突破1.2亿千瓦,连续三年突破1亿千瓦,再创历史新高,同时国家陆续出台了《“十四五”可再生能源发展规划》《“十四五”现代能源体系规划》《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》等多项政策,鼓励风力发电行业发展与创新。风电塔筒是风力发电的塔杆,在风力发电机组中主要起支撑作用并吸收机组震动。我国内陆多处于低风速区,为寻求更大的风场获取更高的发电量,风电项目推进“两海战略”和“大型化”发展方向。相较于普通混凝土,UHPC土具有更加优异的耐久性能和力学性能,能够为结构提供较高的强度、减小自重,延长服役寿命、降低维护成本。由此可以预测在未来塔筒高大化发展的进程中,UHPC塔筒将会是风电产品市场的重要组成部分。
然而UHPC的原材料组成和设计原理与普通混凝土不同,因此其生产工艺与普通混凝土也存在较大的差异。由于缺乏相关的产品标准或工艺技术规程,目前UHPC塔筒的生产与质量控制多参考其他UHPC结构或制品,严重制约了UHPC塔筒的发展,将阻碍新能源的开发和能源结构优化进程。因此,基于UHPC材料设计方法、UHPC材料特性、UHPC制品结构与安装设计方法和生产工艺特点,本标准的编制可弥补国内UHPC塔筒管片无产品标准的空白,有利于UHPC塔筒的生产与质量控制,进而推动风电行业的发展,促进我国能源结构的改革与升级。
范围和主要
技术内容
1.标准适用范围
本标准适用于风电场工程风电塔筒使用的超高性能混凝土管片。
2.主要技术内容
本标准的主要技术内容包括风电用超高性能混凝土塔筒的分类及标记、超高性能混凝土风电塔筒管片产品制造过程中原材料质量控制要求、产品的技术要求与试验方法及检验规则、标志、运输和贮存、产品合格证等。
主要解决如下技术问题:(1)确定产品生产过程中原材料质量控制要求;(2)明确UHPC管片的产品规格;(3)匹配塔筒结构特性,确定产品的关键性能要求并明确试验方法;(4)确定产品的检验规则、标志、运输和贮存等控制要点。
国内外情况
简要说明
1.国内外对该技术研究情况简要说明
UHPC于20世纪70年代起源于丹麦,到了80年代和90年代,欧洲各大研究机构开始进行了较为系统和深入的研究、探索,并且逐步开始在一些小型工程和制品上开展应用。21世纪以来,各国把UHPC作为研究和应用的焦点。目前,国外在UHPC的制备、生产、施工、结构设计以及预制技术等各方面均比较成熟,我国研究相对较晚,但相应的标准体系正在逐步完善。
随着风机的大型化发展,塔筒高度逐渐提升。目前全球最高陆上风电机组达180m,其采用上部钢结构,下部混凝土的钢混技术方案。国内目前最高为180m,其中150m以上风电机组均采用钢混塔架,140m以下风电机组采用钢混塔架或钢制柔塔两种方案。在高塔筒技术中,钢混塔筒在力学性能和经济性方面均较钢制塔架占较大优势。然而伴随着发电量的提升、运输限制及防腐蚀等方面因素的影响,钢混塔筒也显示出了一定的缺陷,如维护难度大、安装不方便、高强混凝土材料脆性大、钢制塔筒造价昂贵等。随着UHPC研究的深入和应用的推广,UHPC塔筒逐渐受到风电行业的关注。UHPC