【科技进步类】三等奖:机制砂品质评价及其制备低粘高强混凝土质量优化成套关键技术
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:机制砂品质评价及其制备低粘高强混凝土质量优化成套关键技术
主要完成单位:中建西部建设西南有限公司
中建西部建设新材料科技有限公司
随着国家绿色与可持续发展战略的推进,生态环境保护提出了新的要求。天然砂为不可再生资源,肆意开采将对河道、耕地等造成不可逆的破坏。在西部大开发、“一带一路”、基础设施建设以及城镇化建设对混凝土巨大需求的大背景下,机制砂替代天然砂已成为必然趋势,在2018年国家统计局将“机制砂”列为战略性新兴产业重点产品。下列机制砂在混凝土中的问题及技术难点亟待解决:
(1)机制砂母岩复杂存在明显的区域性差异性,导致制备的机制砂品质与质量参差不齐;目前暂无关联的指标与系统的检测方法对其分级评价和控制,机制砂混凝土质量波动较大,施工现场质量控制难度较大。
(2)机制砂棱角、粒形、级配对混凝土工作性影响明显,配制的混凝土易离析、泌水及坍落度损失过快,配合比适应性较差。
(3)机制砂混凝土粘度大、泵送阻力大,增大了泵送施工难度,制备低粘度机制砂混凝土难度大,影响不同区域机制砂混凝土的推广应用。
为解决上述机制砂及机制砂混凝土应用技术难题,提高机制砂混凝土质量稳定性与施工效率,本项目开展了机制砂特征指标检测及品质评价方法,功能型外加剂开发以及全级配配合比设计优化技术等三个方面的研究工作,解决母岩与机制砂质量评价、特征指标检测分级、机制砂配合比设计、机制砂混凝土质量波动,高粘度的技术难题,为当前“一带一路”战略下野外基础设施项目就地取材制备机制砂混凝土提供实施方案和评价依据,提供机制砂的大规模应用的技术支撑,对于推动我国机制砂混凝土质量提升与高性能化应用具有重要意义。
1.开发了机制砂母岩综合检测评价方法,提出了基于“分维数”、“棱角系数”几何评价指标,形成了定量表征机制砂粗糙度、粒形、级配及品质等特性指标,构建了机制砂质量控制与评价体系。
2.采用4-羟丁基乙烯基醚、不饱和酰胺以及不饱和磷酸酯,引入双氧化还原引发体系,发明了机制砂混凝土用降粘剂,攻克了聚羧酸减水剂复配稳定性差及浓度敏感性等行业难题,实现了水泥浆体屈服应力降低15%~24%,塑性粘度降低10%~25%。
掺入普通降粘剂(左)对比掺入ZJ-NⅢ型混凝土降粘剂(右)
3.基于胶凝材料及砂石骨料的粒度分布差异,完成了水泥、掺合料、砂石骨料全级配设计方法,开发了全级配最优堆积配合比设计与机制砂混凝土制备方法。
近三年,利用项目成果和技术生产制备低粘高强机制砂混凝土153万方,先后应用于西南“第一高楼”成都“绿地蜀峰468”、国家“一带一路”战略重点项目——华丽高速、广西“第一高楼”华润东等大型工程,累计创造经济效益3530万元。项目成果不仅保障了工程施工效率与施工质量,也促进国内机制砂的规模化使用,在“一带一路”、基础设施建设等方面具有重要指导意义和推广价值,经济社会效益显著。
成都“绿地蜀峰468”工程巨柱核心钢结构及巨柱内钢筋分布图
项目成果在城市立交桥项目的实施效果
中建西部建设西南有限公司(以下称“西南公司”)成立于2008年,致力于商品混凝土及相关业务。母公司中建西部建设股份有限公司为中国建筑集团有限公司旗下第一家独立上市的专业化公司和混凝土业务唯一发展平台。西南公司业务覆盖四川、重庆、云南、广西、沈阳等区域,并成功进军印度尼西亚市场。混凝土年产量超1500万方,产值超过70亿元,年度缴纳税收达2.5亿元,是西南地区混凝土行业领军企业。
自2008年成立以来,西南公司一直秉持开拓进取的发展理念。以做大做强混凝土主业为核心,发展砂石骨料、物流运输、建筑工业化等产业链相关业务,推进多元化发展,基本建立了“技术研发——资源——加工——销售——服务”的完整产业链条。
混凝土业务方面:现有34座现代化环保型预拌厂,混凝土年产能2000万方以上,业务覆盖四川、重庆、云南、广西、沈阳5个区域。公司紧跟国家“一带一路”发展战略和中国建筑海外业务发展的步伐,在印尼建成投产3座现代化环保型预拌厂,混凝土年产能300万方以上,参与了雅万高铁、美加达等一大批重点基础设施和房建项目,同时,西南公司正择机开拓进入泰国、孟加拉、菲律宾等国市场,进一步完善沿海外业务“一带一路”布局,不断培育国际市场开拓能力。
产业链方面:目前已建成投产1座现代化环保型沥青厂,1座建筑工业化基地,2个物流公司;同时正在积极推进骨料业务,部分项目已取得阶段性成果。
西南公司成立13年以来,作为四川省科技成果转移转化示范企业,凭借过硬的技术实力和良好的服务口碑,在进入成都伊始,便先后填补了当地自密实混凝土、白色清水混凝土批量生产的技术空白。先后为成都国际金融中心、来福士广场、环球贸易广场、阿里巴巴西部基地等具有社会广泛影响的“高、大、特、新”项目提供了数千万方优质混凝土;同时也是西南第一高楼“蜀峰·绿地468”、昆明第一高楼“西山万达广场”、南宁第一高楼“华润中心”等工程的混凝土主供企业。
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