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2022混凝土科学技术奖
【科技进步类】三等奖:伊宁地区混凝土用凝灰岩资源开发与性能评价关键技术研究与应用
时间:2023-08-22 来源:CCPA科技工作部 分享:
本项目针对新疆伊宁地区粉煤灰严重短缺、品质较差而价格较高等问题,依托伊宁地区丰富的凝灰岩资源,在加工处理工艺中构建了分选、粉磨的全新制备工艺技术,在凝灰岩多元胶凝材料体系中构建了耦合活化改性技术,设计、开发了低钙凝灰岩混凝土专用配合比,形成满足应用环境的性能评估方法,实现了低钙凝灰岩混凝土在新疆伊宁地区的推广应用。



2022年度

混凝土科学技术奖•科技进步类

项目展示


2022年度 混凝土科学技术奖工作于2022年5月启动,至2023年1月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目44项。经过专家评审委员会的初评及终评,共计36个项目获奖,包括一等奖1项、二等奖16项、三等奖19项,其中“科技进步类”22项、“技术革新类”14项。


三等奖项目

伊宁地区混凝土用凝灰岩资源开发与性能评价关键技术研究与应用


主要完成单位:中建西部建设新疆有限公司、伊犁西部建设有限责任公司、新疆西建科研检测有限责任公司

主要完成人:孟书灵、张平、马旭东、岳彩虹、陈旭、王成、古龙龙、卢霄、李科汛、韩世界

项目概况

本项目针对新疆伊宁地区粉煤灰严重短缺、品质较差而价格较高等问题,依托伊宁地区丰富的凝灰岩资源,在加工处理工艺中构建了分选、粉磨的全新制备工艺技术,在凝灰岩多元胶凝材料体系中构建了耦合活化改性技术,设计、开发了低钙凝灰岩混凝土专用配合比,形成满足应用环境的性能评估方法,实现了低钙凝灰岩混凝土在新疆伊宁地区的推广应用。

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白色火山岩

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黄色火山岩

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高铝型火山岩

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高硅型火山岩


主要创新点

1.创建了凝灰岩的制备加工工艺和表征方法。

基于X射线图像提出了凝灰岩分选方法,实现了不同大小凝灰岩的识别和分选;基于三维激光扫描仪和球簇填充软件,建立了凝灰岩颗粒离散元几何模型,确立为最优填充球体数量;基于正交试验确定了最优接触参数组合离散元数值模拟的堆积角;基于试验球磨机建立球磨机离散元仿真模型,建立了介质群的肩角、趾角与转速率、填充率的关联度;建立了凝灰岩的粉磨动力学方程、RRB方程和分形理论之间的关联关系,明确了凝灰岩生产方法。

2.建立了凝灰岩改性表征技术。

基于物理机械活化改性、化学改性和机械-热力学复合改性的的多重技术手段,建立了改性方式、改性技术参数与水泥胶砂宏观力学性能之间的定量关系,提出了凝灰岩水泥胶砂的最佳活化改性方式;基于X射线衍射、热重、压汞法、扫描电镜、能谱分析仪等微观测试技术,揭示了固废粒子的活性协同,粉磨协同和工作性协同的效应与水化机理,明确了凝灰岩活化表征技术。

3.提出了低钙凝灰岩混凝土制备与评估方法。

基于西部地区硫酸盐侵蚀较为严重的问题,开发了一种改性高抗硫耐腐蚀剂的制备方法,改善了低钙凝灰岩混凝土结构的致密度,提高了凝灰岩混凝土的耐腐蚀性,保证了结构的安全可靠度;基于最紧密堆积原理开发了与当地环境相匹配的低钙凝灰岩混凝土的专用配合比设计方法,系统研究了对硫酸盐侵蚀、冻融作用和氯盐侵蚀对低钙凝灰岩混凝土细微结构的影响规律;针对西部地区主要是温带大陆性气候和高寒气候,呈现冬季严寒而干燥,夏季高温,降水稀少的特点,容易造成浇筑混凝土的开裂现象,自主开发了一种多因素裂缝诱导装置,建立了不同风速、温度和湿度条件下低钙凝灰岩混凝土开裂的关联关系,保障了低钙凝灰岩混凝土的推广应用。


科技成果

项目获得各类知识产权21项,其中授权发明专利5项,授权实用新型专利4项;发表论文5篇。

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一种凝灰岩基复合物接合料及其制备方法

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一种硅灰/火山灰基地质聚合物混士及其制备方选

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一种轻质高强抗开自络复酷灰岩混凝上及其制备方法

授权发明专利(部分)

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应用效果

所开发的低钙凝灰岩混凝土,在实际应用中,混凝土的拌合物具体较好的工作性能,便于浇筑施工,混凝土抗压强度和回弹强度符合验收要求,外观均匀平整,抗冻性能较好,抗硫酸盐侵蚀性能达到KS150以上,保证了工程质量,降低工程后续维护成本。

累计生产3.96万方,累计创造产值1386万元。该成果应用在2019年至2021年承接的南方•滨河壹号项目、伊宁县轻纺工业园标准化厂房建设项目、伊宁县宁新蓝湾小区设计施工总承包建设项目等工程,应用混凝土强度涉及C20、C25、C30、C35、C40和C50,项目部位包括梁、板、墙以及筏板等结构。

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伊宁地区火山岩矿山


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凝灰岩混凝土浇筑状态

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凝灰岩混凝土工程应用

企业介绍

中建西部建设新疆有限公司系央企中国建筑旗下二级专业公司中建西部建设股份有限公司的全资子公司,注册资金14.65亿元。主要负责新、鲁、豫、甘、青等省级区域的市场投资与经营管理。二十三年来,专注于混凝土、水泥、砂浆、砂石、检测等相关业务生产服务,有着丰富的预拌混凝土生产经验和完整的产业链。目前拥有34座在产预拌厂、63条专业自动化混凝土生产线,年度设计产能1848万方,是我国西北第一、新疆最大的预拌混凝土生产企业,技术装备水平和供应服务能力稳居西北地区混凝土行业首位,环境、能源、质量管理体系认证齐全。
以混凝土生产为核心,辐射水泥、干混砂浆、物流运输、检测等业务,基本建立了“技术研发-资源-加工-销售-服务”的产业链条。在混凝土主业绿色低碳发展领域,基础设施领域,水泥、砂浆、骨料领域,固废环保领域具有较强的研发能力。作为区域领先的行业龙头,公司在冬季混凝土施工、低温条件下大体积混凝土施工、超高层混凝土泵送与施工、抗腐蚀、抗冻性能提升、工业废渣改性与应用、水泥窑协同处置危废、骨料级配优化等领域耕耘多年,拥有《绿色低碳型高性能混凝土材料制备及防护技术》《高寒盐冻地区多因素耦合作用下地铁高性能混凝土关键技术研究》《再生混凝土体系构建关键技术及其应用》等国际先进成果。以科技创新为基础分别参建了以第十三届全国冬运会场馆、乌鲁木齐地铁、青岛地铁、河南科技馆、济南汉峪金融商务中心等为代表的疆内外重点工程数百项,为建设“一带一路”、打造魅力城市、开创幸福空间、建设伟大祖国贡献积极力量。
作为高新技术企业,公司始终坚持走科技创新强企之路,用于企业技术开发的设备原值达900多万元,具有完善的科研条件。依托国家级博士后科研工作站、新疆混凝土工程技术研究中心、自治区企业技术中心等科研平台,积极与武汉大学、重庆大学、郑州大学、新疆大学、青岛理工大学、兰州理工大学等高校深入开展多种形式的产学研合作,累计形成省部级工法5项、企业级工法17项,授权发明专利39项、实用新型专利162项,参编国家标准6项、行业标准6项、地方标准8项、团体标准5项,获省部级科技进步奖3项、行业科技奖23项,承担省部级课题6项、市局级课题44项。


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