【科技进步类】三等奖:水化热抑制剂的研发与应用研究
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:水化热抑制剂的研发与应用研究
主要完成单位:武汉三源特种建材有限责任公司
国内外学者对混凝土结构裂缝进行调查分析发现,混凝土结构中由非荷载引起的“非荷载裂缝”约占裂缝总数的80%,其中混凝土的收缩裂缝又在“非荷载裂缝”中占大部分。收缩裂缝主要是由于混凝土收缩变形受到约束引起的,温度变化是导致混凝土收缩变形是其主要因素之一。
水泥水化热是混凝土早期温度变化的主要原因。混凝土的导热能力很低,混凝土早期水化放出的热量聚集在混凝土内部不易散失。在升温阶段,1~2d内部温度急剧升高,有时温升高达50℃以上;在降温阶段,混凝土内部温度降到环境温度,产生较大的收缩应力。当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土表面会产生裂缝。为了保证混凝土工程的质量,除在施工时采取适当的降热措施外,还须对所用水泥的水化热进行调控。
针对混凝土温度裂缝问题以及降低水化温升的工程需求,项目完成单位进行了水化热抑制剂及相关产品技术的研发。本项目研发的水化热抑制剂广泛应用于混凝土结构,其抑制初始温升的性能良好,在建筑行业领域有着良好的应用前景。该材料在水泥碱性溶液中不断溶解-吸附于水泥颗粒表面,待水泥中C3A反应完成后,明显抑制水泥颗粒中C3S的1~2d的水化速率,有效调控水泥加速期的水化历程,避免了集中放热,并降低早期放热速率,从而降低混凝土内部温升、内外温差,防控混凝土早期温度裂缝的产生,进而降低混凝土开裂风险。
水泥7d水化热曲线
1.开发了一种新型混凝土外加剂——水化热抑制剂
可有效降低混凝土内部温升,减少混凝土早期温度裂缝数量,提高混凝土中后期强度,起到良好的温控抗裂效果。
2.形成了水化热抑制剂试配指南
对工程应用数据进行总结,规范水化热抑制剂的应用方式。
3.发明了一种水泥砂浆水化热温升测量装置
该装置包括温度采集仪、保温盒和测温线,可以避免因小体积水泥砂浆热量散失比较多温升曲线不明显,使得实验数据差异性大的问题,利于试验数据的分析。使用该装置直接对水泥砂浆水化热温度进行测量,测试时间短,数据结论对混凝土试验具有指导意义。装置结构简单,操作方便,对人力、原材料需求少,很适合试验室试验配方多、结果快速出具的需求。
水化热抑制剂应用于水泥混凝土中,可在不改变混凝土原材料及施工工艺的情况下,减小开裂几率,延长工程服役寿命,是水泥混凝土行业可持续发展的重要技术路线,该产品的稳步发展有助于带动工程科学技术领域、建筑材料行业、环境保护等的发展和进步。
与传统的有机类型外加剂相比,水化热抑制剂是绿色环保型无机类产品,提升混凝土安全性能且无任何负面效应,可减低或消除建筑工程对周围环境及生态系统的负面影响,适用于各类易出现温度裂缝的结构,尤其适用于所处环境温差大、腐蚀环境复杂,对混凝土抗裂要求严格的工程,应用前景广阔。该产品已在我国电建、水利、交通、工民建、核电军工等领域的多个工程进行应用,诸多工程应用表明,水化热抑制剂能够有效降低混凝土内部温升,减少混凝土早期裂缝数量。
某铁路项目应用抑制剂前后裂缝图(上2图为空白组,下2图为采用抑制剂组)
鄂北水资源混凝土温度曲线图
武汉三源特种建材有限责任公司成立于2001年,是专业的混凝土工程裂缝控制及防水系统解决方案服务商。公司秉持“用心建筑美好生命”的使命,专注于改善混凝土性能、控制混凝土裂缝及防水问题。
公司总部位于湖北省武汉市,在全国拥有多个生产基地,销售及服务网络遍布600多个城市。旗下拥有水化热抑制剂、氧化镁膨胀剂、速凝剂、减水剂、套筒灌浆料等多条产品线,公司产品是全国质量信得过产品、中国绿色建材产品,其品牌“锦源”为湖北省著名商标。公司是湖北省高新技术企业、湖北省企业技术中心,在混凝土外加剂领域拥有行业突出的科研实力,同时公司多次获得湖北省纳税大户、AAA+级质量信用企业等殊荣。
公司产品广泛应用于普通民建领域以及大型水利、核电、石油、铁路、装配式建筑等专属领域的补偿收缩混凝土工程、防水混凝土工程、超长结构混凝土工程、预应力混凝土工程、钢管混凝土工程、高性能混凝土工程等。
公司以“用心建筑美好生命”为使命,秉持以客户价值为中心的核心价值观,致力于创造客户价值、社会价值和员工价值。
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