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2021混凝土科學(xué)技術(shù)獎
【混凝土科技獎】機制砂混凝土和易性調(diào)節(jié)關(guān)鍵聚羧酸減水劑研究
時間:2023-01-06    來源:CCPA科技工作部 程倩    分享:
2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)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(jīng)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(jìn)步類”16項、“技術(shù)發(fā)明類”1項、“技術(shù)革新類”16項。

2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會

混凝土科學(xué)技術(shù)獎?技術(shù)革新類

項目展示

2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)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(jīng)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(jìn)步類”16項、“技術(shù)發(fā)明類”1項、“技術(shù)革新類”16項。


三等獎項目

機制砂混凝土和易性調(diào)節(jié)關(guān)鍵聚羧酸減水劑研究




主要完成單位:中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院有限公司

主要完成人:楊文、劉明、張磊、曾超、王福濤





項目概況


隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,建設(shè)用砂的需求量與日俱增。天然砂資源的短缺促使機制砂成為混凝土用砂的主要產(chǎn)品。但由于機制砂普遍存在粒形差、棱角多、石粉及泥含量較高等情況,導(dǎo)致生產(chǎn)的混凝土拌合物易出現(xiàn)離析、泌水、堵管等問題,嚴(yán)重影響混凝土施工和工程質(zhì)量。因此,機制砂混凝土的應(yīng)用和發(fā)展亟需和易性調(diào)控關(guān)鍵材料及相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新。

國內(nèi)外研究者分別從混凝土配合比設(shè)計和外加劑復(fù)配技術(shù)兩方面采取措施:一是調(diào)整混凝土配合比,優(yōu)化砂石級配,但該法受區(qū)域地材限制;二是復(fù)配纖維素醚、保水劑、抗離析劑等功能助劑,此類助劑易與減水劑產(chǎn)生相容性問題,改善效果和適應(yīng)性有限。

聚羧酸減水劑具有分子結(jié)構(gòu)設(shè)計性強,性能可調(diào)控等優(yōu)點。通過設(shè)計和制備功能靶向結(jié)構(gòu)的聚羧酸減水劑是解決機制砂混凝土應(yīng)用性能的有效途徑。目前針對混凝土應(yīng)用過程中的問題,國內(nèi)已開發(fā)出保坍功能、早強功能、降黏功能、引氣功能的聚羧酸減水劑品種,但針對機制砂混凝土和易性提升方面,減水劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究較少。

針對上述情況,本項目提出機制砂混凝土和易性調(diào)節(jié)功能的聚羧酸減水劑研究思路,開展了技術(shù)攻關(guān),并實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)和應(yīng)用。本研究針對機制砂混凝土和易性差,易離析泌水等問題,以漿體與骨料界面相互作用力為切入點,從聚羧酸減水劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究出發(fā),通過自制的馬來酸甘油磷酸酯作為功能單體,與烯丙基聚氧乙烯基醚大單體聚合得到具有和易性調(diào)節(jié)性能的聚羧酸減水劑,該減水劑能明顯降低機制砂混凝土泌水率和離析率。

機制砂混凝土和易性調(diào)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)研究技術(shù)路線



主要創(chuàng)新點



1、創(chuàng)新性地開發(fā)了一種具有多羥基結(jié)構(gòu)和強吸附基團的功能單體,引入聚羧酸減水劑結(jié)構(gòu)單元,通過改變漿體的表面化學(xué)性質(zhì),增強水泥漿體在機制砂顆粒表面的吸附,改善水泥漿體對骨料的包裹性;

2、將功能單體成功應(yīng)用于聚羧酸減水劑的合成中,開發(fā)了雙氧化還原引發(fā)劑,成功匹配功能單體和不飽聚醚的聚合活性,形成了一種對機制砂混凝土具有和易性調(diào)控功能的新型外加劑。

3、技術(shù)先進(jìn)性指標(biāo):混凝土壓力泌水率降低至10%~20%,離析率降低至7%以下;混凝土2h內(nèi)工作狀態(tài)穩(wěn)定,中途無放大泌水現(xiàn)象。



應(yīng)用效果



項目申報國家發(fā)明專利2項,發(fā)表論文5篇,科技成果評價達(dá)到國際先進(jìn)水平,該成果先后在中國西部第一高樓—成都綠地蜀峰468、成都京東方租賃住房工程、歐鉑公司第二營運基地項目、成都地鐵11號線等項目工程應(yīng)用并推廣至“一帶一路”沿線國家的房建工程、市政交通、高速橋梁等工程。該成果的應(yīng)用不僅保障了工程施工效率與施工質(zhì)量,也促進(jìn)國內(nèi)機制砂的規(guī)?;褂?,減少天然砂的開采。在科技創(chuàng)效、保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面具有重要的經(jīng)濟社會效益。

“成都綠地蜀峰468”

馬來西亞“富力公主灣”

華麗高速公路

(“一帶一路”建設(shè)重點項目)

阿爾及利亞嘉瑪大清真寺

(非洲第一大清真寺)


企業(yè)介紹



中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院有限公司成立于2019年4月8日,是中建西部建設(shè)股份有限公司的全資子公司,承擔(dān)著中建西部建設(shè)科技研發(fā)及產(chǎn)業(yè)孵化的職能。研究院坐落于成都科學(xué)城興隆湖畔,擁有超2萬平米實驗室的研究院大樓,首批科研設(shè)備價值達(dá)3000萬,是中國建筑專注于建筑材料的科研平臺,中建西部建設(shè)軸心式研發(fā)體系的核心。

中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院有限公司以“智造未來建材,拓展幸??臻g”為使命,以打造“建材領(lǐng)域國際‘雙一流’平臺”為愿景,重點圍繞混凝土原材料、混凝土生產(chǎn)工藝、混凝土工程技術(shù)、固廢資源利用、特種混凝土和混凝土智能制造6大方向開展科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化工作。

現(xiàn)有科研事務(wù)管理部、科技成果轉(zhuǎn)化中心、綜合辦公室、財務(wù)資金部、市場與項目管理部、安全質(zhì)量與環(huán)境監(jiān)督管理部6個職能部門,下設(shè)高性能混凝土研究所、骨料及資源綜合利用研究所、化學(xué)建材研究所和智能制造研究所4個專業(yè)研究所?,F(xiàn)有自有職工76人,其中博士6人,碩士48人,碩士及以上學(xué)歷占比71%。

研究院加大科技平臺建設(shè)和對外交流,獲批首批中建土木工程材料重點實驗室,設(shè)立CCPA混凝土工程技術(shù)分會并開設(shè)中國混凝土工程技術(shù)論壇,創(chuàng)辦中建西部建設(shè)“興隆湖論壇”品牌活動,為搭建全產(chǎn)業(yè)鏈平臺奠定了堅實基礎(chǔ)?,F(xiàn)已與同濟大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)、西南科技大學(xué)簽訂合作協(xié)議,現(xiàn)有院校合作項目8個,院企合作項目13個,企業(yè)間合作項目22個,行業(yè)影響力逐步提升。

公司現(xiàn)布局各類課題81項,其中國家級2項;共獲受理專利73項,授權(quán)專利48項;發(fā)表論文108篇,其中SCI/EI論文50篇;11項科技成果達(dá)到國際先進(jìn)及以上水平;獲第23屆中國專利優(yōu)秀獎1項。公司現(xiàn)有預(yù)拌混凝土智能制造、“雙碳”技術(shù)、超高性能混凝土系列產(chǎn)品、新型低碳結(jié)構(gòu)材料與技術(shù)4個系列、40余項產(chǎn)品技術(shù),應(yīng)用場景涵蓋綠色建筑、固廢資源綜合處置和智慧工廠建設(shè)等領(lǐng)域,為助力“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

“十四五”期間,研究院將延續(xù)“智造未來建材,拓展幸??臻g”的使命和“打造建材領(lǐng)域國際‘雙一流’平臺”的愿景,堅持“兩領(lǐng)五強”總體戰(zhàn)略目標(biāo)引領(lǐng),力爭達(dá)成“自主創(chuàng)新能力強,主業(yè)支撐能力強,市場競爭力強,人才培育能力強,品牌影響力強”的戰(zhàn)略目標(biāo)。




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