【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
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
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。
白色火山岩
黄色火山岩
高铝型火山岩
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。
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。
企业介绍
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