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2023混凝土科學技術(shù)獎
【技術(shù)革新類】二等獎項目:現(xiàn)代混凝土用減縮型超塑化劑關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化
時間:2024-10-29    來源:CCPA科技工作部    分享:
本項目設(shè)計制備減縮型聚羧酸減水劑和水化熱調(diào)控聚合物。
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2023年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會

混凝土科學技術(shù)獎?技術(shù)革新類

項目展示







2023年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學技術(shù)獎工作于2023年3月啟動,至2023年12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目45項。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計30個項目獲獎,包括一等獎3項、二等獎16項、三等獎11項,其中“基礎(chǔ)理論類”2項、“科技進步類”10項、“標準創(chuàng)新類”3項、“技術(shù)革新類”15項。

二等獎項目

現(xiàn)代混凝土用減縮型超塑化劑關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化 


要完成單:科之杰新材料集團有限公司

主要完成人:林艷梅、鐘麗娜、官夢芹、方云輝、柯余良、張小芳、賴華珍


項目概況

混凝土的收縮開裂是影響混凝土結(jié)構(gòu)安全最嚴峻的問題之一,也是困擾工程領(lǐng)域的世界性難題。減水劑是現(xiàn)代混凝土的重要組成部分,聚羧酸減水劑因其優(yōu)良的品質(zhì),被廣泛應用于水泥混凝土當中。因為聚羧酸減水劑的分子可設(shè)計性,近年來,大量學者聚焦功能型聚羧酸減水劑的發(fā)展。本項目設(shè)計制備減縮型聚羧酸減水劑和水化熱調(diào)控聚合物。減縮型聚羧酸減水劑具有的降低堿離子濃度、延遲水泥水化以及降低表面張力的作用,使得水泥漿體具有較高的內(nèi)部相對濕度,從而顯著降低混凝土的干燥收縮和自收縮;水化熱調(diào)控聚合物屬于淀粉糊精類水化熱調(diào)控外加劑,可以調(diào)節(jié)水泥顆粒表面吸附能力、可控釋放,抑制水化產(chǎn)物生長和延緩放熱過程,有效降低混凝土溫度收縮。為水利、核電、高鐵、橋梁、地鐵、隧道等重大工程混凝土裂縫控制提供關(guān)鍵支撐。


主要創(chuàng)新點

(1) 空間位阻和低表面張力協(xié)同,有效控制混凝土干縮裂縫和自收縮裂縫

采用分子裁剪技術(shù),在聚羧酸聚合物分子結(jié)構(gòu)中引入減縮調(diào)控基團,同時調(diào)節(jié)分子支鏈密度和長度,開發(fā)減縮型聚羧酸共聚物,實現(xiàn)空間位阻和低表面張力協(xié)同,顯著降低了混凝土孔溶液的表面張力和K+、Na+濃度,降低堿離子濃度以及延遲水泥水化使得水泥漿體具有較高的內(nèi)部相對濕度,使得28d混凝土收縮率降低20%以上,有效控制混凝土干縮裂縫和自收縮裂縫。

(2) 高效調(diào)節(jié)水泥顆粒表面吸附能力與可控釋放,有效控制混凝土溫度收縮裂縫

在聚羧酸分子結(jié)構(gòu)中引入緩釋基團,并結(jié)合分子鏈密度調(diào)控,開發(fā)新型淀粉糊精類水化熱調(diào)控材料,淀粉糊精類水化熱調(diào)控材料通常具有更高的分子量、更多的官能團數(shù)目和更龐大的分子線團,分子結(jié)構(gòu)中大量的羥基和羧基能夠絡(luò)合Ca2+而降低自由離子濃度,能高效調(diào)節(jié)水化熱調(diào)控材料在水泥顆粒表面的吸附能力與可控釋放,降低水泥放熱速率峰值40%以上,有效控制混凝土溫度收縮裂縫。
(3) 多重協(xié)同混凝土抗裂技術(shù),為混凝土工程裂縫控制提供技術(shù)支撐
減縮功能材料在重大工程中的創(chuàng)新應用。減縮功能材料使得水化速率和膨脹歷程協(xié)同調(diào)控,解決成都軌道交通19號線二期工程等強約束結(jié)構(gòu)溫度劇升快降的收縮開裂難題;減縮功能材料解決了醴陵賀家橋風電項目中風機基礎(chǔ)收縮大、易開裂難題;控溫減縮技術(shù),為安海灣特大橋承臺大體積混凝土裂縫控制提供關(guān)鍵支撐。

工程應用

開發(fā)產(chǎn)品應用到水利、核電、高鐵、橋梁、地鐵、隧道等重大工程,有效控制工程混凝土收縮開裂,延長其服役壽命,實現(xiàn)顯著的經(jīng)濟和社會效益。


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項目成果應用于成都地鐵19號線二期工程

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項目成果應用于醴陵賀家橋風電項目


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項目成果應用于安海灣特大橋


完成單位簡介

科之杰新材料集團有限公司(以下簡稱“科之杰集團”)致力于工程添加劑相關(guān)技術(shù)的研發(fā)與成果轉(zhuǎn)化,是中國工程添加劑行業(yè)領(lǐng)軍的生產(chǎn)與應用技術(shù)集成方案提供商。以“主攻國內(nèi),開發(fā)海外,提升定位,專項專研”的國際化戰(zhàn)略為目標,高效集成“研、產(chǎn)、銷、服”產(chǎn)業(yè)鏈,為行業(yè)提供高性價比的產(chǎn)品與服務(wù)。在全國建立了18個生產(chǎn)基地,擁有多條工程添加劑生產(chǎn)線,可提供100余種工程添加劑及相關(guān)產(chǎn)品??浦芗瘓F研制的工程添加劑包括在建筑工程、特種工程、防水工程、交通工程等領(lǐng)域使用功能型添加劑,屬于材料與高分子化學、表面活性劑的前沿交叉領(lǐng)域,具有較高的技術(shù)含量,是實現(xiàn)混凝土行業(yè)“低碳、生態(tài)”發(fā)展的核心材料,已成為現(xiàn)代混凝土中不可或缺的重要組成部分。主要產(chǎn)品有減水劑、泵送劑、緩凝劑、速凝劑、早強劑、膨脹劑、防凍劑、快速修補劑、壓漿劑、灌漿料、減縮劑、界面劑等100余種新型混凝土改性材料,廣泛應用于混凝土攪拌站、預制高強管樁、高速鐵路、高速公路、核電、火電、大橋、港口、碼頭等建筑領(lǐng)域的混凝土工程,對國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展起到重大作用??浦芗瘓F聚羧酸減水劑產(chǎn)品獲得第七批國家級制造業(yè)單項冠軍(產(chǎn)品)。在歷年的"中國混凝土外加劑企業(yè)綜合十強"的評選中,科之杰集團的行業(yè)排名和綜合實力逐年遞增。2014~2022年“中國混凝土外加劑企業(yè)綜合十強”與“中國聚羧酸減水劑企業(yè)十強”評選,科之杰連續(xù)在外加劑行業(yè)綜合實力排名全國前二,2022年科之杰集團產(chǎn)能、外加劑總銷量、聚羧酸系外加劑銷量均位于行業(yè)首位。在產(chǎn)學研方面,科之杰集團已與國內(nèi)多所重點大學建立長期合作關(guān)系:與清華大學、廈門大學、東南大學、重慶大學等開展項目合作;在東南大學、重慶大學設(shè)立獎學金,聯(lián)合成立實習基地;與西安建筑科技大學共建研究中心等。



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