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2020混凝土科學(xué)技術(shù)獎
【科技進(jìn)步類】三等獎:水化熱抑制劑的研發(fā)與應(yīng)用研究
時間:2021-01-07    來源:中國混凝土與水泥制品協(xié)會    分享:
本項(xiàng)目研發(fā)了一種水化熱抑制劑,這種新型混凝土外加劑可干預(yù)水泥水化放熱過程,降低混凝土溫度, 減小混凝土內(nèi)外溫差,從而降低混凝土早期溫度裂縫出現(xiàn)概率。





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)獎已經(jīng)啟動,歡迎業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位及從業(yè)人員,持續(xù)關(guān)注協(xié)會官方公眾號【混凝土科技獎】的相關(guān)信息。


2020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?科技進(jìn)步類

獲獎項(xiàng)目展示





2020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2020年6月啟動,至12月圓滿完成。報(bào)名期間共收到有效申報(bào)項(xiàng)目61項(xiàng)。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計(jì)39個項(xiàng)目獲獎,包括一等獎2項(xiàng)、二等獎15項(xiàng)、三等獎22項(xiàng),其中“科技進(jìn)步類”13項(xiàng)、“基礎(chǔ)理論類”2項(xiàng)、“技術(shù)革新類”24項(xiàng)。



三等獎項(xiàng)目:水化熱抑制劑的研發(fā)與應(yīng)用研究



主要完成單武漢三源特種建材有限責(zé)任公司



主要完成人:劉虎、張盛林、陳作獾


項(xiàng)目概況

國內(nèi)外學(xué)者對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),混凝土結(jié)構(gòu)中由非荷載引起的“非荷載裂縫”約占裂縫總數(shù)的80%,其中混凝土的收縮裂縫又在“非荷載裂縫”中占大部分。收縮裂縫主要是由于混凝土收縮變形受到約束引起的,溫度變化是導(dǎo)致混凝土收縮變形是其主要因素之一。

水泥水化熱是混凝土早期溫度變化的主要原因?;炷恋膶?dǎo)熱能力很低,混凝土早期水化放出的熱量聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。在升溫階段,1~2d內(nèi)部溫度急劇升高,有時溫升高達(dá)50℃以上;在降溫階段,混凝土內(nèi)部溫度降到環(huán)境溫度,產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力。當(dāng)收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時,混凝土表面會產(chǎn)生裂縫。為了保證混凝土工程的質(zhì)量,除在施工時采取適當(dāng)?shù)慕禑岽胧┩猓€須對所用水泥的水化熱進(jìn)行調(diào)控。

針對混凝土溫度裂縫問題以及降低水化溫升的工程需求,項(xiàng)目完成單位進(jìn)行了水化熱抑制劑及相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)。本項(xiàng)目研發(fā)的水化熱抑制劑廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu),其抑制初始溫升的性能良好,在建筑行業(yè)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。該材料在水泥堿性溶液中不斷溶解-吸附于水泥顆粒表面,待水泥中C3A反應(yīng)完成后,明顯抑制水泥顆粒中C3S的1~2d的水化速率,有效調(diào)控水泥加速期的水化歷程,避免了集中放熱,并降低早期放熱速率,從而降低混凝土內(nèi)部溫升、內(nèi)外溫差,防控混凝土早期溫度裂縫的產(chǎn)生,進(jìn)而降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)。

水泥7d水化熱曲線

水化熱抑制劑對混凝土絕熱溫升的影響
主要創(chuàng)新點(diǎn)

1.開發(fā)了一種新型混凝土外加劑——水化熱抑制劑

可有效降低混凝土內(nèi)部溫升,減少混凝土早期溫度裂縫數(shù)量,提高混凝土中后期強(qiáng)度,起到良好的溫控抗裂效果。

2.形成了水化熱抑制劑試配指南

對工程應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié),規(guī)范水化熱抑制劑的應(yīng)用方式。

3.發(fā)明了一種水泥砂漿水化熱溫升測量裝置

該裝置包括溫度采集儀、保溫盒和測溫線,可以避免因小體積水泥砂漿熱量散失比較多溫升曲線不明顯,使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異性大的問題,利于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。使用該裝置直接對水泥砂漿水化熱溫度進(jìn)行測量,測試時間短,數(shù)據(jù)結(jié)論對混凝土試驗(yàn)具有指導(dǎo)意義。裝置結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,對人力、原材料需求少,很適合試驗(yàn)室試驗(yàn)配方多、結(jié)果快速出具的需求。

應(yīng)用效果

水化熱抑制劑應(yīng)用于水泥混凝土中,可在不改變混凝土原材料及施工工藝的情況下,減小開裂幾率,延長工程服役壽命,是水泥混凝土行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)路線,該產(chǎn)品的穩(wěn)步發(fā)展有助于帶動工程科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、建筑材料行業(yè)、環(huán)境保護(hù)等的發(fā)展和進(jìn)步。

與傳統(tǒng)的有機(jī)類型外加劑相比,水化熱抑制劑是綠色環(huán)保型無機(jī)類產(chǎn)品,提升混凝土安全性能且無任何負(fù)面效應(yīng),可減低或消除建筑工程對周圍環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響,適用于各類易出現(xiàn)溫度裂縫的結(jié)構(gòu),尤其適用于所處環(huán)境溫差大、腐蝕環(huán)境復(fù)雜,對混凝土抗裂要求嚴(yán)格的工程,應(yīng)用前景廣闊。該產(chǎn)品已在我國電建、水利、交通、工民建、核電軍工等領(lǐng)域的多個工程進(jìn)行應(yīng)用,諸多工程應(yīng)用表明,水化熱抑制劑能夠有效降低混凝土內(nèi)部溫升,減少混凝土早期裂縫數(shù)量。

某鐵路項(xiàng)目應(yīng)用抑制劑前后裂縫圖(上2圖為空白組,下2圖為采用抑制劑組)

鄂北水資源混凝土溫度曲線圖


企業(yè)介紹

武漢三源特種建材有限責(zé)任公司成立于2001年,是專業(yè)的混凝土工程裂縫控制及防水系統(tǒng)解決方案服務(wù)商。公司秉持“用心建筑美好生命”的使命,專注于改善混凝土性能、控制混凝土裂縫及防水問題。

公司總部位于湖北省武漢市,在全國擁有多個生產(chǎn)基地,銷售及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布600多個城市。旗下?lián)碛兴療嵋种苿?、氧化鎂膨脹劑、速凝劑、減水劑、套筒灌漿料等多條產(chǎn)品線,公司產(chǎn)品是全國質(zhì)量信得過產(chǎn)品、中國綠色建材產(chǎn)品,其品牌“錦源”為湖北省著名商標(biāo)。公司是湖北省高新技術(shù)企業(yè)、湖北省企業(yè)技術(shù)中心,在混凝土外加劑領(lǐng)域擁有行業(yè)突出的科研實(shí)力,同時公司多次獲得湖北省納稅大戶、AAA+級質(zhì)量信用企業(yè)等殊榮。

公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于普通民建領(lǐng)域以及大型水利、核電、石油、鐵路、裝配式建筑等專屬領(lǐng)域的補(bǔ)償收縮混凝土工程、防水混凝土工程、超長結(jié)構(gòu)混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程、鋼管混凝土工程、高性能混凝土工程等。

公司以“用心建筑美好生命”為使命,秉持以客戶價值為中心的核心價值觀,致力于創(chuàng)造客戶價值、社會價值和員工價值。

武漢三源特種建材有限責(zé)任公司

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