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行業新聞
【混凝土科技獎】基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土集成技術及應用
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會混凝土科學技術獎工作于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目44項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進步類”16項、“技術發明類”1項、“技術革新類”16項。



2021年度中國混凝土與水泥制品協會

混凝土科學技術獎?技術革新類

項目展示

2021年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎工作于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目44項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進步類”16項、“技術發明類”1項、“技術革新類”16項


三等獎項目


基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土集成技術及應用




主要完成單位:中建西部建設湖南有限公司

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度、工作性和耐久性能,還有極大的經濟和環境附加值。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、火山灰效應和形態效應,但由于價格較高,主要應用于高強高性能混凝土。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量穩定方面有較大的優勢。

但目前工程實踐中普遍使用的是加密硅灰,加密硅灰是原狀硅灰經過機械手段壓縮而成,機械加工過程導致加密硅灰作為原材料即存在大量的硅灰顆粒聚集現象。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生聚集現象,這些聚集的硅灰團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度、耐久性產生不利的影響,導致其效果變差。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、影響施工進度與施工質量。

因此,針對硅灰的價格與特點,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。本項目針對不同形態硅灰在砂漿、混凝土中的作用機理進行系統研究,同時基于硅灰有效分散的設計提出具體方法,最后為混凝土攪拌站設計了一種硅灰漿池,提供了若干經濟合理、方便可行的硅灰漿利用方式,確保硅灰在普通混凝土應用中,能整體降低原材料成本,并有較好的性能改進。



主要創新點



1、不同形態硅灰對硬化水泥基材料體系強度、水化產物與微觀結構的影響

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

2、摻硅灰復合礦物摻合料混凝土和易性、強度及耐久性能發展規律

C30-C70混凝土以低品位細骨料特細砂(或石屑粉)與粗機制砂復配,在混凝土攪拌機電流變化和混凝土流變特性(屈服應力和塑性黏度)之間建立關聯,通過攪拌機電流表征摻硅灰復合礦物摻合料混凝土和易性;提出硅灰強度貢獻指數,優化配合比,降低生產成本。

3、硅灰漿池-管道輸送-攪拌設備的硅灰混凝土生產應用技術

研究不同形態硅灰在水中分散體系,設計硅灰漿體地下儲備池,通過起吊裝置和供水系統實現硅灰粉體添加和硅灰漿濃度定量控制,實現通過加裝運輸管道就能用于混凝土生產。



應用效果



目前,研究成果以申報單位——中建西部建設湖南有限公司下屬20家預拌混凝土為依托,以在建工程為切入點,在湖南省、海南省等地市進行了廣泛推廣與應用。現已對申報單位下屬梅溪湖預拌混凝土廠進行了成套技術轉化,具體包括生產場地的改造(硅灰漿池-管道輸送-攪拌設備)和C30~C70硅灰混凝土的生產與項目應用。具體為在中建五局第三建設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構中綜合運用了該技術,混凝土泌水情況及緩釋情況得到較大的緩解,回彈實體強度100%合格,在混凝土生產過程、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可。

基于有效降低成本的硅灰C30-C70混凝土集成技術及應用充分利用硅灰這一活性粉末、工業廢渣的特性,以低成本和普適性為要點,兼顧性能優勢,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和火山灰效應,宏觀上看體現著密實度增加以及強度增加、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11%-15%,具有良好的推廣應用價值和潛力,以及良好的推廣應用經驗和基礎。


企業介紹



中建西部建設湖南有限公司成立于1997年,隸屬于中國建筑集團有限公司打造的第一家獨立上市的專業化公司中建西部建設股份有限公司。

公司現有投產大型綠色生產預拌廠20座,全自動現代化180型生產線40余條。主營業務覆蓋湖南、海南、廣東三省十市,公司整體技術裝備水平與供應服務能力穩居湖南省混凝土行業前列。公司以優良的經營管理和品牌形象,獲得了社會各界的廣泛認可,先后被授予全國工人先鋒號、中國混凝土行業優秀企業、中國混凝土行業綠色環保示范企業、湖南省誠信建設示范單位、湖南省五一勞動獎狀、湖南省質量信用AAA級企業以及各類省市級、行業級相關榮譽40余項。

公司創新能力突出,目前已建設成為湖南省預拌混凝土行業規模最大、設施最全、能力最強的省級混凝土技術研發中心平臺。近年來,團隊先后榮獲“全國工人先鋒號”、“湖南省勞動競賽先進班組”、“中國建筑工人先鋒號”、第三屆和第四屆“全國混凝土職業技能大賽一等獎”、第十二屆“全國混凝土設計大賽一等獎”等榮譽。技術團隊已開展省部級課題1項、市局級課題12項、企業立項研發課題50余項;7項研發成果被鑒定為國際先進水平,另有研發成果獲科技獎16項,其中省部級及以上科技獎4項;取得工法10項,獲中建總公司工法1項;取得國家專利授權65項(其中發明專利18項);在國際國內SCI、EI、中文核心及行業重點期刊發表學術論文共計97篇;參編標準共16部、參與專著編寫6部;累積獲得省市級直接經費資助總計百萬余元。公司具備較強的新產品開發和推廣應用能力,先后開發并應用C60~C100高強混凝土、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品,開創“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”等行業記錄。




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