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2020混凝土科學(xué)技術(shù)獎
【技術(shù)革新類】一等獎:超大尺寸混凝土構(gòu)件離心制造成套技術(shù)與應(yīng)用
時間:2021-01-13    來源:中國混凝土與水泥制品協(xié)會    分享:
本項目突破了超大尺寸混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)瓶頸,開發(fā)了超大直徑管樁大尺寸離心預(yù)制墩 柱、大長寬比離心構(gòu)件三大類預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品,并成功應(yīng)用于多項重大工程建設(shè)中。





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?技術(shù)革新類

獲獎項目展示





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。報名期間共收到有效申報項目61項。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計39個項目獲獎,包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項,其中“科技進步類”13項、“基礎(chǔ)理論類”2項、“技術(shù)革新類”24項。



一等獎項目:超大尺寸混凝土構(gòu)件離心制造成套技術(shù)與應(yīng)用



主要完成單:建華建材(中國)有限公司


主要完成人:張雁、姚棟、向立軍、李斌斌、張釗茂、王衛(wèi)民、馬進元、魯秋月、毛由田


項目概況

隨著國家產(chǎn)業(yè)升級與國際戰(zhàn)略關(guān)系的調(diào)整,基礎(chǔ)建設(shè)往深海、高速、資源節(jié)約等方向發(fā)展,通過新技術(shù)突破現(xiàn)有工藝制約,使各項材料性能得到高價值開發(fā)應(yīng)用,同時滿足智能制造、智能建造技術(shù)的發(fā)展需要,混凝土預(yù)制構(gòu)件的制備、應(yīng)用等系統(tǒng)技術(shù)革新已成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆工藝,存在質(zhì)量控制難度大、施工周期長、環(huán)境污染、施工環(huán)境受限等一系列問題,同時混凝土構(gòu)件超大尺寸化帶來的能源資源消耗加劇、生產(chǎn)效率慢、性能發(fā)揮低、現(xiàn)場安裝難度大、經(jīng)濟效益差等問題,極大制約了建筑工業(yè)化的發(fā)展進程乃至影響基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展。超大尺寸離心混凝土構(gòu)件成為海洋工程、軌道交通、水利港口、大型綜合體等土木工程建造的核心要素。

本項目通過高性能混凝土系列技術(shù)、超大尺寸雙層鋼筋骨架自動化一體成籠技術(shù)、超大尺寸高速離心成型精細(xì)化控制、超大尺寸構(gòu)件抗裂早強快速養(yǎng)護系統(tǒng)、余漿廢液再循環(huán)利用等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),突破了超大尺寸混凝土構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)瓶頸,同時開發(fā)了超大直徑管樁、大尺寸離心預(yù)制墩柱、大長寬比離心構(gòu)件三大類預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品,并成功應(yīng)用于港珠澳大橋、上海虹橋樞紐、和若高鐵、錢塘江堤岸治理等重大工程建設(shè)。

具體研發(fā)技術(shù)路線如下圖。

主要創(chuàng)新點

1.研發(fā)并形成超大尺寸離心構(gòu)件高性能混凝土系列技術(shù)。通過礦物摻合料與化學(xué)外加劑的協(xié)同作用、功效關(guān)系、組分設(shè)計、粒型與級配、輔助納米改性等,實現(xiàn)了大流態(tài)高粘聚、超早強、高抗裂、高耐久的協(xié)同提升,形成高性能混凝土及配套生產(chǎn)工藝集成技術(shù),解決了超大尺寸、超壁厚離心構(gòu)件成形難、離心成型易分層、均勻性差、材料性能發(fā)揮低等問題,為超大尺寸離心成型制備奠定了基礎(chǔ)。

2.研究形成超大尺寸雙層鋼筋骨架自動化一體成籠技術(shù)。通過激光自動測距、CCD視覺感應(yīng)系統(tǒng)、自動穿筋與建立定位保持系統(tǒng),保證了鋼筋骨架成型的高精度技術(shù)要求,解決了勞動強度大等問題,內(nèi)外主筋實現(xiàn)自動化預(yù)定位系統(tǒng),保證主筋定位準(zhǔn)確、混凝土保護層厚度控制更精確,解決了布料、離心時鋼筋定位偏移等核心難題。

自動化滾焊設(shè)備

大直徑管樁鋼筋籠成型效果

3.研發(fā)并實現(xiàn)了超大尺寸高速離心成型控制成套技術(shù)?;陧帕狭髯儗W(xué)特征及其經(jīng)時變化規(guī)律、鋼筋骨架構(gòu)造形式、構(gòu)件尺寸及形狀,提出了啟動時間、最佳離心時速比的計算方法,并成功應(yīng)用于超大尺寸混凝土構(gòu)件離心制備厚壁精細(xì)化控制;綜合考慮構(gòu)件形式、砼料容重、模具構(gòu)造等目標(biāo),通過三者協(xié)同開發(fā)了自平衡異型構(gòu)件的離心技術(shù),實現(xiàn)了大長寬比(長寬比≥2)非對稱離心構(gòu)件的高效、快速、穩(wěn)定生產(chǎn);綜合集成上述技術(shù),已實現(xiàn)直徑1600mm、壁厚400mm以上超大尺寸離心裝配式構(gòu)件的生產(chǎn),成功應(yīng)用于重大工程建設(shè)。

4.研發(fā)并建立了超大尺寸、厚壁、非對稱等構(gòu)件的抗裂早強快速養(yǎng)護系統(tǒng)。通過開發(fā)實時智能溫濕度控制系統(tǒng)、自感知霧化系統(tǒng),充分利用環(huán)境溫濕度場動態(tài)調(diào)控水化進程;基于構(gòu)件尺寸及形狀、混凝土原材料構(gòu)成及性能特征,研究并提出早期收縮、開裂的預(yù)警機制;形成了離心成型超大尺寸混凝土構(gòu)件超早強、高抗裂成套養(yǎng)護技術(shù)。

5.開發(fā)了離心余漿廢液的自動回收、均化裝置與循環(huán)再利用成套技術(shù),基本實現(xiàn)了余漿零排放。達(dá)到節(jié)能、減排、減少CO2排放的目的。

應(yīng)用效果

本項目成果實現(xiàn)了超大尺寸混凝土離心構(gòu)件自動化、高效率、工業(yè)化生產(chǎn),形成裝置、裝備、模具、布料、離心、養(yǎng)護等成套技術(shù),提高了構(gòu)件混凝土耐久性、改善了大體積混凝土構(gòu)件易開裂等質(zhì)量問題,進行了構(gòu)件的批量生產(chǎn)和大規(guī)模工程應(yīng)用。

本項目技術(shù)形成的超大大直徑管樁應(yīng)用較廣,在鹽城響水港區(qū)高樁碼頭、蒙華鐵路、新疆和若線等多項重要工程中得到應(yīng)用,效果良好;預(yù)制離心橋墩在安徽濟祁、合安高速、305省道等項目上得到了大量應(yīng)用,具有質(zhì)量可靠、節(jié)約材料、施工便捷、效果良好的優(yōu)點,取得了良好的社會和經(jīng)濟效益,得到客戶的認(rèn)可;離心板樁的應(yīng)用也在逐步拓展中,獨流減河防潮閘防沖項目、杭州TAD離心板樁項目、上海三星鎮(zhèn)橫河項目均有應(yīng)用,并結(jié)合TRD工法,形成了一種新型預(yù)制裝配式地連墻技術(shù),具有創(chuàng)新性和實用性。

新疆和若線管樁項目

獨流減河防潮閘防沖項目

公路應(yīng)用

杭州TAD離心板樁項目
企業(yè)介紹

建華建材集團,混凝土制品與技術(shù)綜合服務(wù)商,國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地,創(chuàng)建于1992年,其前身是建華管樁集團。

建華建材“讓建筑更安全”為使命,堅持“走正道、負(fù)責(zé)任、心中有別人”的企業(yè)文化,遵循“以人為本,無為而治”的管理理念,堅守“用戶第一,信譽至上”的企業(yè)宗旨,弘揚“求實、務(wù)實,提高辦事效率,參與市場競爭”的企業(yè)精神。建立基于建筑工程項目的生態(tài)圈,為社會提供低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)成果。

做為高新技術(shù)企業(yè)的建華建材一直堅持強化科技創(chuàng)新環(huán)境建設(shè)。擁有國家企業(yè)技術(shù)中心、交通運輸部行業(yè)研發(fā)中心、高性能土木工程材料國家重點實驗室—預(yù)制樁研究中心、工程建設(shè)預(yù)制混凝土技術(shù)創(chuàng)新中心、博士后創(chuàng)新實踐基地、企業(yè)院士工作站等多個技術(shù)創(chuàng)新平臺。2013年起,在國家獎勵辦批準(zhǔn)下,設(shè)立了“建華工程獎”,由34位院士和14位行業(yè)專家組成獎勵委員會,旨在貫徹國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略,推動中國混凝土預(yù)制技術(shù)研究與應(yīng)用創(chuàng)新。

建華建材產(chǎn)品創(chuàng)新

經(jīng)過二十余年發(fā)展,不斷地進行技術(shù)改造、革新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴大市場份額,逐步形成規(guī)?;?jīng)營,目前,建華建材產(chǎn)銷量在中國市場占有率達(dá)30%以上,為向客戶提供專業(yè)的混凝土預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品和技術(shù)解決方案。提供從地下基礎(chǔ)工程到上部結(jié)構(gòu)工程的全流程產(chǎn)品,如管樁、方樁、鋼管混凝土樁、異型樁等樁基礎(chǔ)產(chǎn)品,箱涵、管廊、頂管等管道產(chǎn)品,梁、板、柱、架、樓梯等混凝土PC部件,以及圍欄、花架、桌椅、臺面等各類混凝土裝飾構(gòu)件,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于民用建筑、工業(yè)廠房、鐵路、機場、公路、水利、市政、電力通訊、裝飾裝修等各類工程領(lǐng)域,并提供勘察設(shè)計、產(chǎn)品供應(yīng)、施工管理、方案優(yōu)化、工程應(yīng)用咨詢等系列標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)和定制服務(wù)。

截止到2020年12月,建華建材集團在國內(nèi)18個省、2個直轄市和2個自治區(qū)成立并投產(chǎn)了60多處生產(chǎn)基地。緊緊抓住“長三角”、“珠三角”、“環(huán)渤海灣”三大區(qū)域經(jīng)濟增長點,在全國設(shè)有近300個銷售服務(wù)網(wǎng)點,覆蓋全國大部分區(qū)域。在加大全國布點,搶占市場制高點的同時,建華建材積極探索國外市場,并于2012年在越南成立首家海外生產(chǎn)基地,闊步走向世界。為更大程度地滿足海外市場需求,2018年1月集團在越南成立第二家海外生產(chǎn)基地,目前,建華建材通過沿海沿江生產(chǎn)基地自建碼頭,產(chǎn)品銷售可覆蓋東南亞及周邊各國。

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