【科技進步類】三等獎:伊寧地區(qū)混凝土用凝灰?guī)r資源開發(fā)與性能評價關鍵技術研究與應用
2022年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會
混凝土科學技術獎?科技進步類
項目展示

2022年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學技術獎工作于2022年5月啟動,至2023年1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36個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎16項、三等獎19項,其中“科技進步類”22項、“技術革新類”14項。

三等獎項目
伊寧地區(qū)混凝土用凝灰?guī)r資源開發(fā)與性能評價關鍵技術研究與應用
主要完成單位:中建西部建設新疆有限公司、伊犁西部建設有限責任公司、新疆西建科研檢測有限責任公司
項目概況
本項目針對新疆伊寧地區(qū)粉煤灰嚴重短缺、品質較差而價格較高等問題,依托伊寧地區(qū)豐富的凝灰?guī)r資源,在加工處理工藝中構建了分選、粉磨的全新制備工藝技術,在凝灰?guī)r多元膠凝材料體系中構建了耦合活化改性技術,設計、開發(fā)了低鈣凝灰?guī)r混凝土專用配合比,形成滿足應用環(huán)境的性能評估方法,實現(xiàn)了低鈣凝灰?guī)r混凝土在新疆伊寧地區(qū)的推廣應用。

白色火山巖

黃色火山巖

高鋁型火山巖

高硅型火山巖
主要創(chuàng)新點
1.創(chuàng)建了凝灰?guī)r的制備加工工藝和表征方法。
基于X射線圖像提出了凝灰?guī)r分選方法,實現(xiàn)了不同大小凝灰?guī)r的識別和分選;基于三維激光掃描儀和球簇填充軟件,建立了凝灰?guī)r顆粒離散元幾何模型,確立為最優(yōu)填充球體數量;基于正交試驗確定了最優(yōu)接觸參數組合離散元數值模擬的堆積角;基于試驗球磨機建立球磨機離散元仿真模型,建立了介質群的肩角、趾角與轉速率、填充率的關聯(lián)度;建立了凝灰?guī)r的粉磨動力學方程、RRB方程和分形理論之間的關聯(lián)關系,明確了凝灰?guī)r生產方法。
2.建立了凝灰?guī)r改性表征技術。
基于物理機械活化改性、化學改性和機械-熱力學復合改性的的多重技術手段,建立了改性方式、改性技術參數與水泥膠砂宏觀力學性能之間的定量關系,提出了凝灰?guī)r水泥膠砂的最佳活化改性方式;基于X射線衍射、熱重、壓汞法、掃描電鏡、能譜分析儀等微觀測試技術,揭示了固廢粒子的活性協(xié)同,粉磨協(xié)同和工作性協(xié)同的效應與水化機理,明確了凝灰?guī)r活化表征技術。
3.提出了低鈣凝灰?guī)r混凝土制備與評估方法。
基于西部地區(qū)硫酸鹽侵蝕較為嚴重的問題,開發(fā)了一種改性高抗硫耐腐蝕劑的制備方法,改善了低鈣凝灰?guī)r混凝土結構的致密度,提高了凝灰?guī)r混凝土的耐腐蝕性,保證了結構的安全可靠度;基于最緊密堆積原理開發(fā)了與當地環(huán)境相匹配的低鈣凝灰?guī)r混凝土的專用配合比設計方法,系統(tǒng)研究了對硫酸鹽侵蝕、凍融作用和氯鹽侵蝕對低鈣凝灰?guī)r混凝土細微結構的影響規(guī)律;針對西部地區(qū)主要是溫帶大陸性氣候和高寒氣候,呈現(xiàn)冬季嚴寒而干燥,夏季高溫,降水稀少的特點,容易造成澆筑混凝土的開裂現(xiàn)象,自主開發(fā)了一種多因素裂縫誘導裝置,建立了不同風速、溫度和濕度條件下低鈣凝灰?guī)r混凝土開裂的關聯(lián)關系,保障了低鈣凝灰?guī)r混凝土的推廣應用。
科技成果
項目獲得各類知識產權21項,其中授權發(fā)明專利5項,授權實用新型專利4項;發(fā)表論文5篇。
授權發(fā)明專利(部分)
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應用效果
所開發(fā)的低鈣凝灰?guī)r混凝土,在實際應用中,混凝土的拌合物具體較好的工作性能,便于澆筑施工,混凝土抗壓強度和回彈強度符合驗收要求,外觀均勻平整,抗凍性能較好,抗硫酸鹽侵蝕性能達到KS150以上,保證了工程質量,降低工程后續(xù)維護成本。
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