【科技进步类】三等奖:基于混凝土表观质量提升外加剂的开发与应用关键技术
2021年度 混凝土科学技术奖已经启动,欢迎业内企事业单位及从业人员,持续关注协会官方公众号【混凝土科技奖】的相关信息。
2020年度
混凝土科学技术奖•科技进步类
获奖项目展示
2020年度 混凝土科学技术奖工作于2020年6月启动,至12月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目61项。经过专家评审委员会的初评及终评,共计39个项目获奖,包括一等奖2项、二等奖15项、三等奖22项,其中“科技进步类”13项、“基础理论类”2项、“技术革新类”24项。
三等奖项目:基于混凝土表观质量提升外加剂的开发与应用关键技术
主要完成单位:中建商品混凝土有限公司、中建西部建设股份有限公司
伴随着社会的发展不断自我技术革新,现代建筑工程对绿色施工、节能减排、艺术感观等方面提出了更高的要求,混凝土的表观质量问题也受到了工程项目上越来越多的重视。现代混凝土较传统混凝土呈现出低水胶比配合比设计、多组分活性掺合料掺入、多组分复配型高效外加剂加入等变化,这些变化产生“蝴蝶效应”:易形成混凝土表面收缩开裂、气泡、色差、蜂窝麻面、黑斑等各类表观缺陷,这些缺陷会成为水分、氧气、二氧化碳及有害化学物质的侵入通道,易导致混凝土结构遭受物理、化学因素的侵蚀破坏,进而影响混凝土使用寿命,即使可以进行二次修整,其成本代价也是现代工程希望极力避免的。
国内外针对上述共性问题,从混凝土表面脱模单因素环节缓解此类问题,缺乏从混凝土内部降粘、表面优化系统性根本性解决方案。从混凝土内部和表面两方面出发,提高混凝土表面成型质量,进而提高建筑观感度和耐久性,降低后期修整维护,是现阶段国内外现代混凝土实施技术人员亟待解决的问题。
本项目针对现代混凝土原材料使用使得混凝土粘度高、混凝土气泡不易排出易导致表面孔洞的问题,开发了一种低引气混凝土降粘技术,降低混凝土的塑性粘度,使混凝土流动更加密实,减少模具表面因粘度大而来不及排出的气泡;针对繁杂的混凝土模板,开发一种集防锈、消泡、脱模、表面强化多功能的表面优化剂,涂抹于模板表面,有效降低混凝土与模板的接触角和粘附强度,双管齐下降低混凝土表面气泡、色差等缺陷,提高混凝土表面致密性,进而提高混凝土表面质量。
1.基于固体悬浮液粘度理论的混凝土降粘设计方法
基于固体悬浮液理论设计了呈杂环状多支化的聚合物分子结构,开发了国内降粘型减水剂产品,增大了减水剂吸附层厚度和混凝土颗粒之间的水膜层厚度,降低了混凝土塑性粘度和水泥颗粒间的滑动阻力。
2. 基于分子结构特性的低引气聚羧酸减水剂技术
引入了不饱和磷酸三酯,该不饱和磷酸三酯含有4~8个碳原子的烷基链具有消泡作用,降低了聚羧酸减水剂的引气性,使混凝土含气量较传统聚羧酸减水剂降低5~10%。
切割硬化混凝土气孔分析
3.基于界面化学的混凝土表面多功能优化技术
基于界面化学原理、表面张力原理、乳化机理开发了一种集防锈、消泡、脱模、表面强化的混凝土表面多功能优化技术,提高了施工模具使用效率,减少了项目施工人员工作量及工作时长,提高了混凝土表观质量。
4.普适性混凝土表面质量提升协同调控方法
基于前述三个关键技术,针对不同工程的不同特性设计不同的调控方法:针对粘度问题更为突出,侧重于混凝土粘度的调节;针对表面问题更为突出,侧重于施工模板的控制。
本项目技术自2016年应用以来,已经成功在武汉中心、武汉绿地中心、永清商务中心、四环线工程、PC工程中得到应用,根据工程应用效果来看,利用本项目开发的混凝土表面质量控制技术,降低了混凝土的塑性粘度,使混凝土流动更加密实、表面气泡少、色差小,提高了混凝土表观质量,大大减少了工程后期维护费用。
中建商品混凝土有限公司是以生产预拌商品混凝土为主,专业化、多产业、跨区域的高新技术企业,拥有首家预拌混凝土行业的国家企业技术中心。为中国混凝土行业最大的上市公司和国内领先的建材产业综合服务商(中国混凝土行业第二位)—中建西部建设股份有限公司(简称中建西部建设、股票代码002302)的重要成员单位。
在国家“一带一路”、“长江经济带”战略引领下,公司强化央企担当,充分利用上市公司平台,发展布局覆盖“六省三国”。目前形成湖北、福建、江西、江苏、安徽、山西等核心区域市场。2012年走出海外,先后进驻阿尔及利亚、马来西亚、柬埔寨市场,2016年成立中建西部建设(马来西亚)责任有限公司。按照“一体两翼”战略部署,实施产业互联网协同和产业链协同,打造智慧工厂、创建公司商城、构建产业物联网等。公司商城进一步升级为中建西部建设商城。
公司坚持以科技创新为社会创造价值。技术中心被授予国家企业技术中心、湖北省工程技术研究中心,拥有40余项达到国际先进和领先水平的科研成果、150余项国家专利(其中发明专利70余项)、50余项省部级及以上科技奖,30余项省部级以上工法。公司形成的成套高强混凝土综合施工技术,解决了高强混凝土工程结构易开裂的难题,保障了武汉中心、武汉绿地国际金融中心、武汉永清商务综合区等多个高精尖项目的顺利施工,在武汉绿地工程中汇集了高标号、大体量、大单次混凝土连续浇注施工记录。另外,公司自主研发的自密实、清水、自养护、轻集料、彩色、透水、泡沫等特种混凝土产品,在众多特殊工程、地标建筑、特色建筑得到应用。在武汉客运专线武汉站工程中,多项技术创造行业记录;武汉中心工程中,LC40轻骨料混凝土泵送高度402米并应用了C150高强度混凝土。
长期以来,公司坚持提质增效,走“效益+规模型”的高质量发展道路。公司签约额过百亿元,产量跨越千万平台。先后荣获全国文明单位、全国五一劳动奖状、全国工人先锋号、中国混凝土行业绿色环保示范企业等荣誉。
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