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2021年度中國混凝土與水泥制品協會

混凝土科學技術獎●科技進步類

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

基于再生骨料制備高性能混凝土關鍵技術開發

主要完成單位：中建商品混凝土有限公司

主要完成人：趙日煦、熊龍、高飛、李興、邢菊香、包明、劉凱、余昆、黃燦、金宏程

項目概況

隨著我國建筑行業的不斷發展，2020年我國建筑廢棄物的產量將達到20余億噸。利用廢棄混凝土制備再生骨料，可形成混凝土從“生產—用—廢棄—再生產—再使用”的循環產業發展模式，對于環境保護、資源節約、發展生態建筑具有重要意義。

相比于天然骨料，再生骨料原材料來源復雜多樣，呈現出各種不同的材質、成分、密度、硬度等物理化學性質；簡單粉碎、過濾的粗獷處理生產工藝，無法保證再生骨料質量的穩定性。同時，再生骨料具有界面為多孔結構、吸水率大和壓碎值小等缺點，導致再生骨料混凝土強度和工作性的不足。此外，多孔結構的存在，會導致有害離子隨外部水進入到混凝土內部，進而影響混凝土耐久性。

針對再生骨料上述問題，本項目開發出一種廢棄混凝土制備再生集料生產體系，建立了對生產的再生集料的品質評價系統，設計完成標準化廢棄混凝土制備再生骨料的生產工藝，開發出利用再生骨料制備高性能混凝土的設計技術，制備出施工性能、強度、耐久性能等各方面滿足工程需要的高性能再生混凝土。

▲再生骨料破碎再利用

▲再生骨料整形分級

▲高性能再生骨料混凝土的骨料－水泥石界面微觀結構形貌

上圖說明

由于再生骨料水化齡期較長，水泥水化反應以及粉煤灰、礦渣二次水化反應生成的水化產物填充在界面過渡區內，只有少量的界面過渡區內可以見到Ca(OH)₂晶體富集和定向排列的現象，其界面過渡區的特征并不是很明顯，并且隨著強度提高，高性能再生骨料混凝土中的骨料－水泥石之間的粘結越緊密，界面過渡區越密實，其界面弱區的特征減弱。

▲再生混凝土現場澆筑

主要創新點

1.建立基于廢棄混凝土性能指標品質化評價再生集料分級方法，并形成完整再生集料制備技術；探明再生骨料品質對混凝土性能的影響，研究了再生骨料的微粉含量、壓碎值以及不同強度等級廢棄混凝土破碎而成的再生骨料摻量對混凝土性能的影響，創造性研發利用有機陽離子聚合吸附粘土質泥土技術，解決減少再生微粉引起的環境問題，為高微粉含量的再生骨料利用奠定基礎。

2.研究開發了基于再生骨料性能指標開發出高性能混凝土配制設計與制備技術，參照普通混凝土彈性模量計算公式，經試驗結果推導出再生骨料高性能混凝土彈性模量計算公式：，并擬合出高性能再生混凝土受壓應力應變全曲線，并研制出100%再生骨料高性能混凝土，大流態（塌落度250mm、擴展度640mm）、28d強度達60.3Mpa高性能混凝土。

3.針對低品位、高微粉含量的再生骨料，運用高分子結構設計原理及自由基聚合理論，基于反聚電和空間位阻效應，研發水分抑制、粘度調節、保坍特性功能型專用外加劑，并形成一整套基于再生骨料的低粘度高強混凝土生產施工工法、提高了混凝土性能，為低品位再生骨料配制高性能混凝土提供關鍵技術支撐。

▲功能型專用外加劑應用效果

應用效果

本項目共授權發明專利7項，發表論文3篇，工法2項，形成新產品3種。根據本項目研究成果，編制了中建商品混凝土有限公司企業標準，為使用再生集料生產預拌混凝土提供了技術支持與質量保證。

基于本項目研究成果制備的高品質再生混凝土具有良好的流動性，具備高工作性、高勻質性及高坍落度保持性能，已經成功在黃陂前川中環線項目、襄陽大廈施工項目、第七一九研究所藏龍島新區公共租賃住房項目、塔子湖D地塊首地·云夢臺施工總承包工程中應用，形成混凝土從“生產-使用-廢棄-再生產-再使用”的循環產業發展模式，對于環境保護、資源節約、低碳循環發展具有重要意義。

▲再生骨料混凝土項目應用

企業介紹

中建商品混凝土有限公司，于2008年掛牌成立，是世界500強企業——中國建筑旗下唯一混凝土業務平臺、全國最大商砼上市公司——中建西部建設股份有限公司的主要骨干成員之一，為湖北省高新技術企業。肇端于1995年建立的中建三局總承包公司現場攪拌站，公司現已發展成為注冊資本8.6億元，擁有員工4600余人，年產混凝土超千萬方的行業領先企業，具有預拌混凝土行業最高（二級）資質。公司積極實施跨區域、全產業鏈發展戰略，致力為客戶創造價值。立足武漢，開拓全國，現成了華中、西南、西北、華南、華北、東北6大產出區，在全國14個省市布局了50余座攪拌站、擁有80余條混凝土生產線，并成功進軍阿爾及利亞海外市場，形成了以預拌混凝土為中心，礦產資源、設備運輸、新型建材等為支撐的多業并舉的產業格局。近年來，公司積極順應政策導向，打造綠色科技競爭優勢。成立“中國建筑混凝土技術中心”，與武漢理工大學等知名高校院所廣泛開展合作，形成19項達到國際先進和領先水平的科研成果、84項國家專利、14項省部級以上工法，特別是在清水混凝土、彩色混凝土、泡沫混凝土等細分領域擁有領先技術優勢。公司自主研發了國際先進水平的“預拌混凝土綠色生產集成技術”，建設了一系列環保節能示范站點，并成功進駐城市工業園區、通過中國環境標志產品認證、進入政府采購清單，有力促進了行業轉型升級。二十多年來，公司先后為華中、西南、華北、西北區域第一高樓等眾多地標建筑提供產品服務，并積極開展扶困助學、捐資修路等公益活動回饋社會，創造了良好的經濟社會效益，先后榮獲全國五一勞動獎狀、全國工人先鋒號、中國混凝土行業“優秀企業”、中國企業商務AAA級信用企業、湖北省文明單位、武漢市“十佳兩型企業”等諸多榮譽。放眼未來，公司將秉承“為人類建筑提供堅強柱石”的企業使命，以最佳的產品和服務，與客戶共同澆筑時代的豐碑，助力中國城鎮化的偉大進程。