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行業(yè)新聞
【混凝土科技獎】基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土集成技術(shù)及應(yīng)用
時間:2023-01-05    來源:CCPA科技工作部 程倩    分享:
2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)獎工作于2021年5月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項(xiàng)目44項(xiàng)。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項(xiàng)目獲獎,包括一等獎1項(xiàng)、二等獎18項(xiàng)、三等獎14項(xiàng),其中“科技進(jìn)步類”16項(xiàng)、“技術(shù)發(fā)明類”1項(xiàng)、“技術(shù)革新類”16項(xiàng)。



2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會

混凝土科學(xué)技術(shù)獎?技術(shù)革新類

項(xiàng)目展示

2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)獎工作于2021年5月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項(xiàng)目44項(xiàng)。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項(xiàng)目獲獎,包括一等獎1項(xiàng)、二等獎18項(xiàng)、三等獎14項(xiàng),其中“科技進(jìn)步類”16項(xiàng)、“技術(shù)發(fā)明類”1項(xiàng)、“技術(shù)革新類”16項(xiàng)


三等獎項(xiàng)目


基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土集成技術(shù)及應(yīng)用




主要完成單位:中建西部建設(shè)湖南有限公司

主要完成人:蔣震、向佳瑜、曾維、鄧怡帆、笪俊偉





項(xiàng)目概況


目前各種礦物摻合料是配制混凝土的必不可少的材料。礦物摻合料的引入,不僅能改善混凝土的強(qiáng)度、工作性和耐久性能,還有極大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境附加值。硅灰作為摻合料的一種,平均粒徑在0.10.3μm,具有良好的微集料效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和形態(tài)效應(yīng),但由于價格較高,主要應(yīng)用于高強(qiáng)高性能混凝土。隨著水泥價格的提高,其與硅灰的差價越來越小。因此將硅灰用于普通混凝土中超量取代水泥,不僅不會增加成本,反而在維持普通混凝土質(zhì)量穩(wěn)定方面有較大的優(yōu)勢。

但目前工程實(shí)踐中普遍使用的是加密硅灰,加密硅灰是原狀硅灰經(jīng)過機(jī)械手段壓縮而成,機(jī)械加工過程導(dǎo)致加密硅灰作為原材料即存在大量的硅灰顆粒聚集現(xiàn)象。此外,由于硅灰比表面積大、顆粒粒徑非常小,不論加密硅灰還是原狀硅灰都會由于顆粒間的吸引力產(chǎn)生聚集現(xiàn)象,這些聚集的硅灰團(tuán)簇一方面會影響硅灰罐體中硅灰下料,另一方面也會對混凝土的強(qiáng)度、耐久性產(chǎn)生不利的影響,導(dǎo)致其效果變差。更為重要的是硅灰本身的分散性差異將給混凝土質(zhì)量尤其是工作性狀況帶來不確定的波動,往往會造成物料浪費(fèi)、影響施工進(jìn)度與施工質(zhì)量。

因此,針對硅灰的價格與特點(diǎn),以及混凝土原材料狀況的基本走勢,基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土顯得十分必要。本項(xiàng)目針對不同形態(tài)硅灰在砂漿、混凝土中的作用機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究,同時基于硅灰有效分散的設(shè)計提出具體方法,最后為混凝土攪拌站設(shè)計了一種硅灰漿池,提供了若干經(jīng)濟(jì)合理、方便可行的硅灰漿利用方式,確保硅灰在普通混凝土應(yīng)用中,能整體降低原材料成本,并有較好的性能改進(jìn)。



主要創(chuàng)新點(diǎn)



1、不同形態(tài)硅灰對硬化水泥基材料體系強(qiáng)度、水化產(chǎn)物與微觀結(jié)構(gòu)的影響

通過對比加密硅灰和原狀硅灰的差異,重點(diǎn)研究了不同形態(tài)的硅灰在水泥基材料水化硬化過程中的影響規(guī)律,包含對強(qiáng)度、氫氧化鈣晶體含量、硬化基體硅灰顆粒分布的影響規(guī)律。

2、摻硅灰復(fù)合礦物摻合料混凝土和易性、強(qiáng)度及耐久性能發(fā)展規(guī)律

C30-C70混凝土以低品位細(xì)骨料特細(xì)砂(或石屑粉)與粗機(jī)制砂復(fù)配,在混凝土攪拌機(jī)電流變化和混凝土流變特性(屈服應(yīng)力和塑性黏度)之間建立關(guān)聯(lián),通過攪拌機(jī)電流表征摻硅灰復(fù)合礦物摻合料混凝土和易性;提出硅灰強(qiáng)度貢獻(xiàn)指數(shù),優(yōu)化配合比,降低生產(chǎn)成本。

3、硅灰漿池-管道輸送-攪拌設(shè)備的硅灰混凝土生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)

研究不同形態(tài)硅灰在水中分散體系,設(shè)計硅灰漿體地下儲備池,通過起吊裝置和供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硅灰粉體添加和硅灰漿濃度定量控制,實(shí)現(xiàn)通過加裝運(yùn)輸管道就能用于混凝土生產(chǎn)。



應(yīng)用效果



目前,研究成果以申報單位——中建西部建設(shè)湖南有限公司下屬20家預(yù)拌混凝土為依托,以在建工程為切入點(diǎn),在湖南省、海南省等地市進(jìn)行了廣泛推廣與應(yīng)用?,F(xiàn)已對申報單位下屬梅溪湖預(yù)拌混凝土廠進(jìn)行了成套技術(shù)轉(zhuǎn)化,具體包括生產(chǎn)場地的改造(硅灰漿池-管道輸送-攪拌設(shè)備)和C30~C70硅灰混凝土的生產(chǎn)與項(xiàng)目應(yīng)用。具體為在中建五局第三建設(shè)有限公司承建的長沙梅溪湖三期工程1號公寓樓29層以下墻柱及板面結(jié)構(gòu)中綜合運(yùn)用了該技術(shù),混凝土泌水情況及緩釋情況得到較大的緩解,回彈實(shí)體強(qiáng)度100%合格,在混凝土生產(chǎn)過程、新混合料和硬化混合料性能、成本等方面都具有顯著的效益,得到了施工單位的認(rèn)可。

基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土集成技術(shù)及應(yīng)用充分利用硅灰這一活性粉末、工業(yè)廢渣的特性,以低成本和普適性為要點(diǎn),兼顧性能優(yōu)勢,可提高硅灰在混凝土中的分散程度,從而提高硅灰的微集料效應(yīng)和火山灰效應(yīng),宏觀上看體現(xiàn)著密實(shí)度增加以及強(qiáng)度增加、耐久性變好;超量取代水泥,綜合外加劑成本,單方混凝土利潤率可達(dá)11%-15%,具有良好的推廣應(yīng)用價值和潛力,以及良好的推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)。


企業(yè)介紹



中建西部建設(shè)湖南有限公司成立于1997年,隸屬于中國建筑集團(tuán)有限公司打造的第一家獨(dú)立上市的專業(yè)化公司中建西部建設(shè)股份有限公司。

公司現(xiàn)有投產(chǎn)大型綠色生產(chǎn)預(yù)拌廠20座,全自動現(xiàn)代化180型生產(chǎn)線40余條。主營業(yè)務(wù)覆蓋湖南、海南、廣東三省十市,公司整體技術(shù)裝備水平與供應(yīng)服務(wù)能力穩(wěn)居湖南省混凝土行業(yè)前列。公司以優(yōu)良的經(jīng)營管理和品牌形象,獲得了社會各界的廣泛認(rèn)可,先后被授予全國工人先鋒號、中國混凝土行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)、中國混凝土行業(yè)綠色環(huán)保示范企業(yè)、湖南省誠信建設(shè)示范單位、湖南省五一勞動獎狀、湖南省質(zhì)量信用AAA級企業(yè)以及各類省市級、行業(yè)級相關(guān)榮譽(yù)40余項(xiàng)。

公司創(chuàng)新能力突出,目前已建設(shè)成為湖南省預(yù)拌混凝土行業(yè)規(guī)模最大、設(shè)施最全、能力最強(qiáng)的省級混凝土技術(shù)研發(fā)中心平臺。近年來,團(tuán)隊(duì)先后榮獲“全國工人先鋒號”、“湖南省勞動競賽先進(jìn)班組”、“中國建筑工人先鋒號”、第三屆和第四屆“全國混凝土職業(yè)技能大賽一等獎”、第十二屆“全國混凝土設(shè)計大賽一等獎”等榮譽(yù)。技術(shù)團(tuán)隊(duì)已開展省部級課題1項(xiàng)、市局級課題12項(xiàng)、企業(yè)立項(xiàng)研發(fā)課題50余項(xiàng);7項(xiàng)研發(fā)成果被鑒定為國際先進(jìn)水平,另有研發(fā)成果獲科技獎16項(xiàng),其中省部級及以上科技獎4項(xiàng);取得工法10項(xiàng),獲中建總公司工法1項(xiàng);取得國家專利授權(quán)65項(xiàng)(其中發(fā)明專利18項(xiàng));在國際國內(nèi)SCI、EI、中文核心及行業(yè)重點(diǎn)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文共計97篇;參編標(biāo)準(zhǔn)共16部、參與專著編寫6部;累積獲得省市級直接經(jīng)費(fèi)資助總計百萬余元。公司具備較強(qiáng)的新產(chǎn)品開發(fā)和推廣應(yīng)用能力,先后開發(fā)并應(yīng)用C60~C100高強(qiáng)混凝土、400m以上超高泵送混凝土、防輻射混凝土、低熱超大體積混凝土、自密實(shí)混凝土、清水混凝土、輕骨料混凝土、透水混凝土、海工防腐蝕混凝土等系列特殊、高性能水泥混凝土產(chǎn)品,開創(chuàng)“140MPa~160MPa超高性能混凝土一次性泵送452m”、“百米級落差向下輸送混凝土”等行業(yè)記錄。




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