2021年度

混凝土科学技术奖●科技进步类

项目展示

2021年度 混凝土科学技术奖工作于2021年5月启动，至12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33个项目获奖，包括一等奖1项、二等奖18项、三等奖14项，其中“科技进步类”16项、“技术发明类”1项、“技术革新类”16项。

三等奖项目

基于再生骨料制备高性能混凝土关键技术开发

主要完成单位：中建商品混凝土有限公司

主要完成人：赵日煦、熊龙、高飞、李兴、邢菊香、包明、刘凯、余昆、黄灿、金宏程

项目概况

随着我国建筑行业的不断发展，2020年我国建筑废弃物的产量将达到20余亿吨。利用废弃混凝土制备再生骨料，可形成混凝土从“生产—用—废弃—再生产—再使用”的循环产业发展模式，对于环境保护、资源节约、发展生态建筑具有重要意义。

相比于天然骨料，再生骨料原材料来源复杂多样，呈现出各种不同的材质、成分、密度、硬度等物理化学性质；简单粉碎、过滤的粗犷处理生产工艺，无法保证再生骨料质量的稳定性。同时，再生骨料具有界面为多孔结构、吸水率大和压碎值小等缺点，导致再生骨料混凝土强度和工作性的不足。此外，多孔结构的存在，会导致有害离子随外部水进入到混凝土内部，进而影响混凝土耐久性。

针对再生骨料上述问题，本项目开发出一种废弃混凝土制备再生集料生产体系，建立了对生产的再生集料的品质评价系统，设计完成标准化废弃混凝土制备再生骨料的生产工艺，开发出利用再生骨料制备高性能混凝土的设计技术，制备出施工性能、强度、耐久性能等各方面满足工程需要的高性能再生混凝土。

▲再生骨料破碎再利用

▲再生骨料整形分级

▲高性能再生骨料混凝土的骨料－水泥石界面微观结构形貌

上图说明

由于再生骨料水化龄期较长，水泥水化反应以及粉煤灰、矿渣二次水化反应生成的水化产物填充在界面过渡区内，只有少量的界面过渡区内可以见到Ca(OH)₂晶体富集和定向排列的现象，其界面过渡区的特征并不是很明显，并且随着强度提高，高性能再生骨料混凝土中的骨料－水泥石之间的粘结越紧密，界面过渡区越密实，其界面弱区的特征减弱。

▲再生混凝土现场浇筑

主要创新点

1.建立基于废弃混凝土性能指标品质化评价再生集料分级方法，并形成完整再生集料制备技术；探明再生骨料品质对混凝土性能的影响，研究了再生骨料的微粉含量、压碎值以及不同强度等级废弃混凝土破碎而成的再生骨料掺量对混凝土性能的影响，创造性研发利用有机阳离子聚合吸附粘土质泥土技术，解决减少再生微粉引起的环境问题，为高微粉含量的再生骨料利用奠定基础。

2.研究开发了基于再生骨料性能指标开发出高性能混凝土配制设计与制备技术，参照普通混凝土弹性模量计算公式，经试验结果推导出再生骨料高性能混凝土弹性模量计算公式：，并拟合出高性能再生混凝土受压应力应变全曲线，并研制出100%再生骨料高性能混凝土，大流态（塌落度250mm、扩展度640mm）、28d强度达60.3Mpa高性能混凝土。

3.针对低品位、高微粉含量的再生骨料，运用高分子结构设计原理及自由基聚合理论，基于反聚电和空间位阻效应，研发水分抑制、粘度调节、保坍特性功能型专用外加剂，并形成一整套基于再生骨料的低粘度高强混凝土生产施工工法、提高了混凝土性能，为低品位再生骨料配制高性能混凝土提供关键技术支撑。

▲功能型专用外加剂应用效果

应用效果

本项目共授权发明专利7项，发表论文3篇，工法2项，形成新产品3种。根据本项目研究成果，编制了中建商品混凝土有限公司企业标准，为使用再生集料生产预拌混凝土提供了技术支持与质量保证。

基于本项目研究成果制备的高品质再生混凝土具有良好的流动性，具备高工作性、高匀质性及高坍落度保持性能，已经成功在黄陂前川中环线项目、襄阳大厦施工项目、第七一九研究所藏龙岛新区公共租赁住房项目、塔子湖D地块首地·云梦台施工总承包工程中应用，形成混凝土从“生产-使用-废弃-再生产-再使用”的循环产业发展模式，对于环境保护、资源节约、低碳循环发展具有重要意义。

▲再生骨料混凝土项目应用

企业介绍

中建商品混凝土有限公司，于2008年挂牌成立，是世界500强企业——中国建筑旗下唯一混凝土业务平台、全国最大商砼上市公司——中建西部建设股份有限公司的主要骨干成员之一，为湖北省高新技术企业。肇端于1995年建立的中建三局总承包公司现场搅拌站，公司现已发展成为注册资本8.6亿元，拥有员工4600余人，年产混凝土超千万方的行业领先企业，具有预拌混凝土行业最高（二级）资质。公司积极实施跨区域、全产业链发展战略，致力为客户创造价值。立足武汉，开拓全国，现成了华中、西南、西北、华南、华北、东北6大产出区，在全国14个省市布局了50余座搅拌站、拥有80余条混凝土生产线，并成功进军阿尔及利亚海外市场，形成了以预拌混凝土为中心，矿产资源、设备运输、新型建材等为支撑的多业并举的产业格局。近年来，公司积极顺应政策导向，打造绿色科技竞争优势。成立“中国建筑混凝土技术中心”，与武汉理工大学等知名高校院所广泛开展合作，形成19项达到国际先进和领先水平的科研成果、84项国家专利、14项省部级以上工法，特别是在清水混凝土、彩色混凝土、泡沫混凝土等细分领域拥有领先技术优势。公司自主研发了国际先进水平的“预拌混凝土绿色生产集成技术”，建设了一系列环保节能示范站点，并成功进驻城市工业园区、通过中国环境标志产品认证、进入政府采购清单，有力促进了行业转型升级。二十多年来，公司先后为华中、西南、华北、西北区域第一高楼等众多地标建筑提供产品服务，并积极开展扶困助学、捐资修路等公益活动回馈社会，创造了良好的经济社会效益，先后荣获全国五一劳动奖状、全国工人先锋号、中国混凝土行业“优秀企业”、中国企业商务AAA级信用企业、湖北省文明单位、武汉市“十佳两型企业”等诸多荣誉。放眼未来，公司将秉承“为人类建筑提供坚强柱石”的企业使命，以最佳的产品和服务，与客户共同浇筑时代的丰碑，助力中国城镇化的伟大进程。