Az UHPC-t a 20. század egyik leginnovatívabb cementalapú mérnöki anyagának tartják. Jelenleg Franciaország, Svájc, Dánia, Kína, Japán és az Egyesült Államok mind aktív UHPC-fejlesztéssel rendelkező országok. Ezek az országok elkötelezték magukat a kapcsolódó technológiák és a közös szerkezetek fejlesztési irányaival kapcsolatos kutatások iránt, mint például az egyes épületek, a hídfedélzetek és azok közös csatlakozásai, valamint a hidak. Szerkezeti és helyreállítási munkák, erkélyek, lépcsőházak építése stb.
• Gyalogos híd és hídpálya alkalmazások
Spanyolországban különböző típusú intézmények is támogatják a végrehajtást ezen a területen. Valójában az UHPC első alkalmazása Spanyolországban 2003-ra tehető, a madridi Reina Sofia Múzeum kompozit szerkezeti projektjében. A Ductal®-AF 16 m magas és 32 cm átmérőjű szerkezet öntésére szolgál. Sajnos kevés információ áll rendelkezésre erről a projektről, amely nemzetközi szinten is mérföldkő az UHPC számára.
Az UHPC második spanyolországi alkalmazása egy évtizeddel később, 2013-ban érkezett, amikor a mediterrán Alicante városában elkészült egy gyalogos híd Oveja szakadékán. 43 méter fesztávval és 3 méter szélességgel a szerkezet a világ első rácsos gyalogoshídja lett, amelyet kizárólag UHPC-vel építettek. Az UHPC keverék helyileg beszerezhető anyagokat használ, és átlagos nyomószilárdsága 150 MPa légkeményedés után.
Mivel Valencia nyitott város, az építési tervet javasolták és a végleges projektet megvalósították.
A szerkezet megkapta a 2013-as Építőmérnöki Díjat a Spanyol Építőmérnöki Szövetségtől, az ACHE-től, valamint a 2019-es ACI Építészeti Díjat a projekt tervezőinek az iparághoz való kiemelkedő hozzájárulása elismeréseként. Most, közel 10 évvel később a szerkezet nem igényel karbantartást, és tökéletes állapotban marad annak ellenére, hogy XS1-szintű környezetnek van kitéve.
Ezt a sikeres tapasztalatot követően 2014-ben további két gyalogos híd épült. Az egyik a V-21 autópályán található Puçolban, Valenciában, a másik pedig a 2016-ban épült Guadassuar gyalogoshíd.
A gyaloghíd szerkezetének fesztávja 30-33 m, így ipari, előre gyártott megoldás érhető el, ami lehetővé teszi a minimális karbantartási költségek elérését más lehetőségekhez képest.
Ezen gyaloghidak fedélzetei 35 mm vastag, megerősítetlen UHPC panelek, amelyek UHPC és horogvégű acélszálak keverékéből készülnek. 2016 óta ezt a megoldást számos különböző típusú projektben alkalmazzák műszaki padlóként 2×3 m-es méretig.
2021-ben Spanyolország negyedik UHPC gyalogoshídját telepítették Sollanában, 15,4 méter fesztávval. 2022 vége előtt egy második, 35 méter fesztávolságú gyalogos hidat helyeznek üzembe Valencia közelében.
• Úszó szerkezetek alkalmazása offshore ranchokon
2015-ben a helyi UHPC kutatási és fejlesztési ügynökség súlyos tartós problémát azonosított az akvakultúra-ágazatban: Galíciában 3337 úszó farm van kagyló betakarítására, és élettartamuk ritkán haladja meg a 10-15 évet. Ezért úgy döntöttek, hogy az UHPC gerendákhoz hasonló úszószerkezetet terveznek. Az UHPC gerendaszerkezet ugyanazt a súlyt képes megtartani, a szerkezet jobban alkalmazkodik a hullámok hatásához, és jobb a tartóssága. Ezért jöttek létre az UHPC által gyártott úszószerkezetek. 2016 októberében a csapat telepítette az első 365 ㎡ úszótutaj prototípusát az AZTI számára a Kantabric-tengeren. Ez lett a világ első UHPC úszószerkezete, és ennek az anyagnak az első alkalmazása az akvakultúrában.
Üzleti stratégiai szempontból egy ilyen termék piacra dobásának ötlete őrültnek tűnhet, mivel az UHPC úszó farmoknak négy egyértelmű akadálya van:
A halászoknak eredendő fogalmi korlátai vannak: nem hisznek a betonban, mert sok korróziót látnak a kikötőben;
Közlekedési akadályok: Az UHPC termékgyártó gyár 1,000 km-re található Galíciától, ahol bőséges a hagyományos úszótutaj-alapanyag (eukaliptuszfa), ami azt jelenti, hogy az új megoldás használata kettős nehézségekkel fog szembesülni;
Árkorlát: Az UHPC megoldások 25%-kal drágábbak, mint a hagyományos megoldások;
Tudáskorlát: Az UHPC K+F létesítményei a fejlett anyagok szakértői, de nem a tenger gyümölcsei tenyésztésében.
A fenti számos akadály ellenére egy kulcsfontosságú tény teszi lehetővé a K+F intézmények és szakemberek piacra lépését: a megrendelők az úszótutajok karbantartói, és pontosan tudják, mennyi pénzt költenek évente faszerkezetek védelmére, javítására. Ezért kiemelésre kerül az UHPC úszószerkezetek előnye a karbantartási költségek csökkentésében, logikusabbá téve a piacra lépésüket. Jelenleg több mint 20,000 négyzetméternyi UHPC úszó tutajszerkezetet használnak Galíciában, Valenciában, az Adriai-tengeren, az Északi-tengeren és a Balti-tengeren.
Az első UHPC tutaj ellenőrzési állapota a telepítés után 5 évvel (2016-2021). Annak ellenére, hogy az XS3 környezetvédelmi osztályba tartozik, és 1,2 m-ig ellenáll a hullámoknak, a szerkezet jó állapotban marad, korrózió jelei nélkül. Az UHPC úszó tutajok akár 3,7 méteres hullámokat is képesek ellenállni. A galíciai Baiona folyó torkolatánál található úszó tutajt példának vesszük, még mindig tökéletes állapotban van.
• Autópálya-híd szerkezeti alkalmazások
2018-ban elkészült Spanyolország első UHPC közúti hídja. A projekt főként egy 7 m fesztávú közúti hídpálya felszerelését fejezte be (a hidat 2007-ben megrongálta a Vernissa folyó áramlása).
A rendszer három kétirányú UHPC előregyártott elemből áll (40 cm vastag), hogy ellenálljon a jövőbeni nagy áramlású árvizeknek és javítsa a tartósságot.
2019-ben egy alcirai hidat (50 kilométerre az előzőtől) elütött egy teherautó, ami tönkretette az eredeti két dupla T-tartót. A kivitelező új UHPC gerendákat tervezett, hogy ha a jövőben újabb ütközések történnének, a gerendák ne sérüljenek meg. Az új UHPC kettős T-gerendák előfeszítettek és a gyárban ugyanolyan méretekben készülnek, mint a sértetlen közönséges betongerendák.
• Épületszerkezet javítási alkalmazások
2020-ban, a koronavírus-betegség (COVID-2019) okozta globális leállást követően, az UHPC-anyagok számos alkalmazási forgatókönyvet kínálnak. 2021-ben egy spanyol cég UHPC-t használt egy négyemeletes történelmi épület helyreállításához. Az 1900-ban épült épület megnövelt maximális tervezési terhelést igényelt, és meg kellett felelnie a minimális padlómagasság követelményeinek. A magassági problémák miatt a tipikus beton- vagy acélpadlót nem engedték beépíteni. Ezen túlmenően, tekintettel a műemlék épület különleges természetvédelmi követelményeire, néhány fapadlót új padlóként kellett beépíteni.
Ezen okok miatt az épületet UHPC anyagok felhasználásával restaurálták. A megoldás minimálisra csökkentette a padlóburkolat négyzetméterenkénti súlyát, elkerülve a történelmi épület túlterhelését. Az UHPC 40%-os teljesítményt nyújt 24 óra elteltével, így megkönnyíti a projekt előrehaladását és a zsaluzat korai eltávolítását.
• Funkcionális komponensek fejlesztése, alkalmazása (uszoda)
2021-ben a Casas InHaus, egy spanyol panellakás-vállalat tervezett egy 12 méter hosszú, konzolos szerkezetű úszómedencét. A konzol hosszának növelése volt a legnagyobb kihívás. Az UHPC használata 70%-kal csökkenti a tömeget a hagyományos betonszerkezetekhez képest, így a tagok vastagsága csökken, és nagyobb építészeti értéket kap. Ez az eset azt szemlélteti, hogy az UHPC-szerkezetek könnyű súlya nemcsak a költségeket csökkentheti, hanem az esztétikai és művészi hatások révén további értéket is biztosít, lehetővé téve az ügyfelek számára, hogy olyan megoldásokat válasszanak, amelyeket más anyagokkal nem lehet elérni.
• Napelemes úszószerkezetes alkalmazások
2022-ben az UHPC alkatrészeket úszó napelemes erőművekben használják majd. Ez az első alkalom a világon, hogy UHPC anyagokat használnak a tengeri fotovoltaikus projektek során felmerülő problémák megoldására. A szabadalmaztatott kialakítás megvédi az UHPC pontonplatformot a hullámok becsapódásától, miközben merevítőként szolgál, hogy minimalizálja a kikötések számát a költségcsökkentési cél elérése érdekében. Ez a megoldás jelenleg elérhető a piacon. A konstrukciót az Európai Unió legnagyobb mesterséges tavában alkalmazzák, a létesítmény pedig az Európai Unió legnagyobb úszógátban lévő úszó naperőműve.
Az UHPC használata versenyképesebb, mint más anyagok, mivel a tartósság és a könnyűség egyaránt versenyelőnyt jelent ebben az alkalmazásban. A tartósság fontos a nedves körülmények és a hullámok okozta kopás miatt.
A megoldás könnyedsége a következő szempontokban tükröződik:
A ponton átlagos sűrűsége kisebb, mint 1. Ha a pontonlemez vékonyabb, akkor kisebb a súlya, így a sűrűség 1 alatt tartható a pontonlemez vastagságának csökkentésével, ezáltal nagyobb súlyt takaríthatunk meg és csökkentjük a költségeket. Ez jelentősen versenyképessé teszi az UHPC pontonokat a hagyományos betonmegoldásokkal szemben.
A könnyű szerkezetű elemek lebegtetéséhez csökkentett huzatra van szükség, és így kisebb hidrodinamikai erőkre van szükség, ami megtakarítja a kikötési pontokat és a csatlakozási költségeket.
A szállítási és üzemeltetési költségek jelentősen csökkenthetők, ez esetben a szállítási költségek felére csökkenthetők a hagyományos megoldásokhoz képest.
• Úszó alállomás szerkezeti alkalmazások
A tartósság, a könnyűség, a tűzállóság és a rugalmasság az Alqueva gyár úszó alállomásának fő előnyei. Ez az alállomás a fent említett "Solar Floating Structure" kiegészítő támogató megoldása, így ez az első olyan alállomás a világon, amely UHPC-vel készült. Az alállomás mérete 12,3mx 6,5m, vastagsága 1,29m, középen egy 22t-s konténer van kialakítva.
Ezek a sikeres alkalmazások bizonyítják, hogy a spanyol mérnökök és felhasználók egyre mélyebben ismerik az UHPC lehetőségeit.
