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    2021混凝土科學技術獎
    【科技進步類】二等獎:噴射混凝土用高性能無堿液體速凝劑開發及應用
    時間:2022-04-15    來源:CCPA科技工作部    分享:
    2021年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎工作于2021年5月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目44項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進步類”16項、“技術發明類”1項、“技術革新類”16項。
    2021年度中國混凝土與水泥制品協會

    混凝土科學技術獎?科技進步類

    項目展示

    2021年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎工作于2021年5月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目44項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進步類”16項、“技術發明類”1項、“技術革新類”16項。


    二等獎項目

    噴射混凝土用高性能無堿液體速凝劑開發及應用




    主要完成單位:江蘇奧萊特新材料股份有限公司、北京工業大學

    主要完成人:甘杰忠、鄭春揚、王子明、陳本穩、錢珊珊、李偉、劉曉、王靖淳、杜新康、李園園、彭藎影、屈浩杰





    項目概況


    速凝劑是噴射混凝土中必不可少的一種外加劑組分,其主要目的在于加快混凝土拌合物的凝結時間,減少回彈,提高早期強度,滿足特殊工程的施工要求。無堿液體速凝劑解決了傳統速凝劑堿含量高的問題,降低了噴射混凝土發生堿集料反應的可能性,無堿液體速凝劑無腐蝕,施工環境友好,對施工工人身體傷害小。

    ▲噴射混凝土用高性能無堿液體速凝劑

    國內高性能無堿液體速凝劑的發展剛剛起步,技術還不成熟,仍存在諸如穩定性差、摻量過高、堿含量偏高、早期強度低、后期強度損失大等諸多急需解決的問題。本項目立項旨在解決高性能無堿液體速凝劑易出現的析晶沉淀等量穩定性問題,提高其強度性能,為隧道永久性支護工程提供產品支撐。

    本項目基于絮凝學的基本理論,結合鋁離子的水解規律,采取鋁絡合的技術途徑,成功研制出一種無堿液體速凝劑,以硫酸鋁、聚合物改性納米顆粒,活性氧化鋁等為主要成分,解決了液體速凝劑穩定性差的難題,產品靜置6個月無任何沉淀析晶現象。項目開發的高性能無堿液體速凝劑摻量為6%時即可滿足GB/T35159-2017《噴射混凝土用速凝劑》要求,產品堿含量小于1.0%,氯離子含量小于0.1%,初凝時間2分45秒,終凝時間6分47秒,1d強度可達20MPa以上,28d強度比達120%。



    主要創新點



    1.基于水泥水化形成鈣礬石網絡理論,使用改性納米氧化鋁顆粒、功能改性材料,使水泥漿體中快速形成大量鈣礬石網絡結構而速凝,解決摻量高、適應性差的難題。

    2.基于溶度積規則,某二價離子M2+能與OH-優先結合生成M(OH)2提供晶核,促進C3S水化析出C-S-H凝膠及時填充空隙,迅速提高漿體密實度,使砂漿1d強度可達20MPa以上,28d強度比達120%。

    3.基于絮凝學的基本理論,研究了鋁離子的水解規律,采用鋁絡合技術、pH調控技術、無機凝膠懸浮技術,解決了無堿液體速凝劑穩定性差的難題。穩定性較現有水平有明顯提高。

    4.提出了快速測定液體速凝劑穩定性的兩種方法。

    5.產品中添加增稠觸變組分,應用中成功將噴射回彈率控制在10%左右,低于市場同類產品。


    應用效果



    項目實施期間獲得授權發明專利6項,發表論文3篇,已建成年產3萬噸規模的高強型無堿液體速凝劑生產線,產品已在項目產品目前已成功應用于杭紹臺鐵路、廣汕鐵路、滬杭鐵路、衢寧鐵路等國家重點工程項目,經現場施工表明:產品在5-8%的摻量下能滿足噴射混凝土施工要求的速凝、早強的指標,噴射混凝土平均回彈量約10%,提高了噴射混凝土的早期強度,耐久性得以提高,各項性能指標完全符合單位工程的施工標準。對施工工人無任何危害,在節約成本的同時安全環保。

    高性能無堿液體速凝劑在隧道工程中的應用(一)

    在深茂鐵路項目現場,項目成果的摻量≤5%,回彈量約15%,1d強度達到14MPa。項目成果對于降低混凝土的堿集料反應,提高混凝土的耐久性,減少工程后期修復,節約資源、保護環境,具有十分重要的意義。

    高性能無堿液體速凝劑在隧道工程中的應用(二)

    高性能無堿液體速凝劑在隧道工程中的應用(三)

    高性能無堿液體速凝劑在隧道工程中的應用(四)


    企業介紹



    江蘇奧萊特新材料股份有限公司專注于混凝土外加劑的研究、開發和產業化,被認定為“國家高新技術企業”,“江蘇省優秀企業”,連續六年進入中國聚羧酸減水劑企業十強并連續兩年獲得中國外加劑企業十強,是中國高鐵外加劑持續領跑品牌。

    奧萊特打造了一個行業內現代化、花園式的研發、生產基地?;貎?,藍、橙兩種企業基本色搭配的建筑耀眼奪目,瀝青道路寬敞筆直,草地綠意盎然,花木生機勃勃,園林小品錯落有致,被業界譽為“花園式的外加劑企業”。

    奧萊特十分注重研發的投入,擁有一支研發實力強、現場技術服務經驗豐富的人才團隊。公司扎根南京,在江蘇、山東、福建、湖北等省份設有多個辦事處,細致專業地服務于每一位客戶、每一處工程項目,如福廈鐵路、九景衢鐵路、滬蘇通鐵路、連鎮鐵路、杭黃鐵路、商合杭高鐵、衢寧鐵路、濟青鐵路、鄭徐客專、西成客專、寶蘭客專、石濟客專、湖北公安長江大橋、福建平潭海峽大橋、滬蘇通長江大橋、五峰山長江大橋、蕪湖長江公鐵大橋、孟加拉帕德瑪大橋、斯里蘭卡國家電視塔等。

    福廈鐵路

    福建平潭海峽大橋

    滬蘇通長江大橋

    北京工業大學創建于1960年,是一所以工為主,工、理、經、管、文、法、藝術、教育相結合的多科性市屬重點大學。1981年成為國家教育部批準的第一批碩士學位授予單位,1985年成為博士學位授予單位,1996年通過國家“211工程”預審,正式跨入國家二十一世紀重點建設的百所大學的行列。2017年9月,學校正式進入國家一流學科建設高校行列,8個學科躋身2020年QS世界大學排行榜前500,位列QS2020年世界大學排名中國內地第32,工程學、材料科學、化學、環境科學與生態學、計算機科學、生物學與生物化學6個學科進入ESI前1%。

    北京工業大學材料與制造學部成立于2018年1月,自2020年4月開始實體化運行。學部擁有5個一級學科(材料科學與工程、光學工程、機械工程、力學、儀器科學與技術)和1個交叉學科(資源環境與循環經濟),其中國家重點學科2個(材料科學與工程、光學工程)、北京市高精尖學科3個(材料科學與工程、機械工程、光學工程),進入QS全球大學學科排名前250名學科2個(材料科學與工程、機械工程)。擁有北京市重點學科6個(材料科學與工程、機械工程、機械制造及其自動化、機械設計及理論、光學、資源環境與循環經濟)、北京市重點建設學科3個(工程力學、機械電子工程、儀器科學與技術)。擁有博士后科研流動站4個(材料科學與工程、機械工程、力學、光學工程)。



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