Materials and manufacturing methods for large UHPC marine structures

Ultra High Performance Concrete (UHPC) er et samlebegrep for nye betongmaterialer med overlegen mekanisk styrke og holdbarhet. Dette gjør det til et interessant materiale for konstruksjonen av store marine strukturer. Globalt er bruken av UHPC økende. Men materialets høye kostnader, og dens ofte utfordrende håndterbarhet, begrenser bruken, typisk til mindre eller høy verdi strukturer for spesielle formål. Bare noen få spesialiserte byggefirmaer kan i dag håndtere UHPC i sine arbeidsprosesser. Dette prosjektet utviklet nye, rimeligere UHPC materialer og tilhørende produksjon / konstruksjonsmetoder. Målet er løsninger som kan gi økonomisk bruk av UHPC som det primære konstruksjonsmateriale i store marine betongkonstruksjoner. Et stort sett av UHPC-blandinger med egnede egenskaper er utviklet av prosjektet. Materialprosessering og ytelsestesting er utført, og bruken av UHPC for støpning av storskala strukturer for marine applikasjoner har blitt demonstrert. Kostnadene for bruk av UHPC som møter kravene til designstyrke har blitt optimalisert, ved å velge fra en rekke utviklede alternativer.

Large concrete structures are placed in the ocean both offshore and near-shore - for example immersed tunnels, pipes and offshore O&G platforms/subsea tanks. The demands for placing these structures in greater water depths are growing. But to go deeper the structures must be strengthened by increasing the wall thickness to the point where they are too heavy to float and be transported. Ultra High Performance Concrete (UHPC) can be used to produce stronger structures at a lower weight. UHPC exists, but its use in large marine structures is limited because of a high amount of costly ingredients and challenging workability properties to cast the structures. No economical solution exists that enables industry to cast large marine structures with thick walls from UHPC. The project will develop a combination of new UHPC materials and associated manufacturing methods that allow the broad-scale use of UHPC in very large marine offshore structures. This will be achieved through the combined development of new UHPC materials and manufacturing methods that will be lab tested and analysed. From this, a concept for the large scale manufacturing of these structures will be developed. The Consortium partners combine complementary skills in the value chain of concrete manufacturing, construction and user applications. The project results can put Norway in the lead for UHPC for marine applications. Low-cost UHPC solutions can also have a high impact on other construction sectors, like civil infrastructures.