【科技進(jìn)步類】二等獎(jiǎng):高性能透水混凝土的制備與性能研究及工程示范
2024年度中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)已經(jīng)開(kāi)始申報(bào),歡迎業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位及從業(yè)人員,持續(xù)關(guān)注協(xié)會(huì)官方公眾號(hào)【混凝土科技獎(jiǎng)】的相關(guān)信息。
混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?科技進(jìn)步類
項(xiàng)目展示
二等獎(jiǎng)項(xiàng)目
高性能透水混凝土的制備與性能研究及工程示范
主要完成單位:廣州大學(xué)、南京標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司、河海大學(xué)、珠海春禾新材料研究院有限公司、廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、江蘇香葉建材科技有限公司、江西省標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司
主要完成人:焦楚杰、張力、陳宏偉、陳徐東、何松松、李古、郭偉、高仁輝、么振東、崔恒香、徐向榮、祝小清
項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目面向全球“雙碳”重要議題和國(guó)家“海綿城市”建設(shè)迫切需求,針對(duì)普通透水混凝土3個(gè)“卡脖子”難題:力學(xué)性能與透水性能相摯肘,固廢應(yīng)用與性能提升難協(xié)調(diào);本構(gòu)、生態(tài)與長(zhǎng)期性能基礎(chǔ)研究薄弱;傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝與環(huán)保政策相沖突,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與產(chǎn)業(yè)化體系亟待完善,開(kāi)展校企聯(lián)合攻關(guān)高性能透水混凝土(High Performance Pervious Concrete,HPPC),主要研究?jī)?nèi)容如下:
1.HPPC設(shè)計(jì)理論與創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)
探明了透水混凝土配合比基本變量與力學(xué)、透水性能的內(nèi)在關(guān)聯(lián),提出了透水混凝土“膜厚度”理論,構(gòu)建了基于膜厚度并考慮骨料濕脹效應(yīng)的配合比“三步設(shè)計(jì)法”,實(shí)現(xiàn)了再生透水混凝土水力特性的高效調(diào)控,開(kāi)發(fā)出透水混凝土系列專用膠結(jié)料的高新技術(shù)產(chǎn)品,研發(fā)出HPPC。
2.HPPC動(dòng)態(tài)力學(xué)特性和斷裂疲勞機(jī)制
建立了HPPC動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)模型,揭示了HPPC破壞機(jī)理;提出了以力學(xué)和能量演化為目標(biāo)的本構(gòu)反演算法,實(shí)現(xiàn)了HPPC斷裂全過(guò)程的數(shù)值解析;探明了HPPC在疲勞荷載下的斷裂特性和損傷機(jī)制,構(gòu)建了HPPC的疲勞裂縫擴(kuò)展方程和壽命預(yù)測(cè)模型。
3.HPPC疏堵機(jī)理和智能檢測(cè)系統(tǒng)
解析了HPPC在固態(tài)、液態(tài)和生物多場(chǎng)耦合作用下的透水性能衰減規(guī)律,建立了HPPC堵塞失效預(yù)測(cè)模型;發(fā)明了透水路面堵塞狀態(tài)和孔隙率的實(shí)時(shí)、原位、無(wú)損檢測(cè)智能系統(tǒng);提出了不同地域和多種工況下HPPC工程的精準(zhǔn)管養(yǎng)方法。
4.HPPC道路降溫機(jī)制、凈化功能與鹽凍耐久性
開(kāi)發(fā)了溫度-濕度-風(fēng)多場(chǎng)耦合測(cè)試監(jiān)控平臺(tái),提出了HPPC路面“滲透-持水-蒸發(fā)”三階段降溫理論,發(fā)展了HPPC路面降溫的定量計(jì)算方法。研制出了水質(zhì)、空氣凈化和抑菌功能的HPPC。揭示了HPPC在凍融、氯鹽侵蝕及其耦合作用下的性能衰減機(jī)理,建立了HPPC鹽凍服役壽命預(yù)測(cè)模型,提出了適合于HPPC的鹽凍耐久性評(píng)估方法。
5.預(yù)拌再生HPPC生產(chǎn)施工關(guān)鍵技術(shù)
研發(fā)了再生骨料專用外加劑并形成標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)了建筑固廢在HPPC的全再生應(yīng)用。構(gòu)建了預(yù)拌再生HPPC生產(chǎn)、施工關(guān)鍵技術(shù)和質(zhì)量控制體系,解決了傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)拌合工藝與環(huán)保政策沖突、產(chǎn)品性能低且不穩(wěn)定的難題,編制了標(biāo)準(zhǔn)和工法。實(shí)現(xiàn)了高性價(jià)比預(yù)拌再生HPPC的建筑固廢資源化、生產(chǎn)施工標(biāo)準(zhǔn)化、工程應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1.開(kāi)發(fā)出專用膠結(jié)料和配合比三步設(shè)計(jì)法,研發(fā)出高性能透水混凝土(HPPC)。
2.建立了HPPC動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)模型和疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。
5.確立了以商混站為主的預(yù)拌再生HPPC生產(chǎn)方式。
工程應(yīng)用
應(yīng)用于西安大明宮國(guó)家遺址公園(世界最大面積單體透水混凝土)、中國(guó)第二歷史檔案館園區(qū)(中央直屬檔案館)、北京賀新公園(“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目示范工程)等重大地標(biāo)工程。
完成單位簡(jiǎn)介
第一完成單位廣州大學(xué),是廣東省高水平大學(xué)建設(shè)計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)高校、廣州市高水平大學(xué)建設(shè)高校。學(xué)科涵蓋工學(xué)、理學(xué)等11個(gè)門類,擁有8個(gè)博士后科研流動(dòng)站、10個(gè)博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、64個(gè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、76個(gè)本科專業(yè),在校學(xué)生38755人。學(xué)?,F(xiàn)有教職工3303人,其中全職兩院院士5人、全職外國(guó)和國(guó)際組織院士10人、特聘院士3人,國(guó)家和省市人才項(xiàng)目入選者522人。學(xué)校工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)等8個(gè)學(xué)科進(jìn)入ESI全球前1%;土木工程和化學(xué)工程進(jìn)入世界排名前百?gòu)?qiáng);學(xué)校在2023軟科中國(guó)大學(xué)排名中位列主榜第97位,在2023軟科世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名中位列世界大學(xué)第463位、中國(guó)內(nèi)地高校第78位。
第二完成單位南京標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司,從事透水混凝土的研發(fā)與應(yīng)用,主要起草編制了國(guó)內(nèi)生態(tài)透水鋪裝行業(yè)第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、主編參編國(guó)標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地標(biāo)、省部級(jí)工法等30多項(xiàng),獲省部級(jí)成果5項(xiàng)、參與承擔(dān)國(guó)家級(jí)課題2項(xiàng)、獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)6項(xiàng)、參與設(shè)計(jì)、提供核心技術(shù)、材料等涵蓋了國(guó)內(nèi)具影響力的行業(yè)地標(biāo)項(xiàng)目:北京奧林匹克公園、上海世博會(huì)、西安大明宮國(guó)家遺址公園、蘇通新加坡科技園、南京青奧會(huì)、杭州亞運(yùn)會(huì)、北京郊野森林公園(國(guó)家十三五全固廢資源化利用示范項(xiàng)目)等。
第三完成單位河海大學(xué),是教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)大學(xué),是實(shí)施國(guó)家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)、國(guó)家優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)、“雙一流”建設(shè)以及教育部批準(zhǔn)設(shè)立研究生院的高校。學(xué)科涵蓋工學(xué)、理學(xué)等9個(gè)門類,擁有16個(gè)博士后科研流動(dòng)站、18個(gè)博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、61個(gè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、72個(gè)本科專業(yè),在校學(xué)生41669人。學(xué)校現(xiàn)有教職工3636人,其中院士5人、國(guó)家和省市人才項(xiàng)目入選者703人。水利工程、環(huán)境科學(xué)與工程2個(gè)學(xué)科入圍一流學(xué)科建設(shè)名單。工程學(xué)、環(huán)境/生態(tài)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、地球科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、化學(xué)、社會(huì)科學(xué)總論、數(shù)學(xué)、植物與動(dòng)物科學(xué)10個(gè)學(xué)科進(jìn)入ESI世界排名前1%,其中工程學(xué)、環(huán)境/生態(tài)學(xué)進(jìn)入世界排名前1‰。
第四完成單位珠海春禾新材料研究院有限公司,是集技術(shù)咨詢、新材料研發(fā)、人才培養(yǎng)和成果轉(zhuǎn)化等功能于一體的高新技術(shù)企業(yè)。2019年通過(guò)認(rèn)定成為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)和珠海市新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。2020年獲廣東省教育廳批準(zhǔn)成為廣東省聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地,2022年獲珠海市科創(chuàng)局批準(zhǔn)成為珠海市工程技術(shù)中心。研究院先后榮獲2019年、2021年、2023年廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng);2019年華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng);2021年度預(yù)拌砂漿行業(yè)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)項(xiàng)。
第五完成單位廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,始建于1956年,是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、全國(guó)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)信用AAA級(jí)企業(yè)。業(yè)務(wù)領(lǐng)域涵蓋水利水電、新能源、公路交通、工業(yè)與民用建筑、電力、環(huán)保、水保、市政、工程總承包、生態(tài)水利、智慧水利等。先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)9項(xiàng),國(guó)家優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)40多項(xiàng),省、部級(jí)優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)、科技進(jìn)步獎(jiǎng)180多項(xiàng),10多項(xiàng)詹天佑土木工程大獎(jiǎng)、大禹獎(jiǎng)等國(guó)家大獎(jiǎng),以及素有國(guó)際工程界“諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的“菲迪克”工程項(xiàng)目?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)等。
第六完成單位江蘇香葉建材科技有限公司,是從事生態(tài)循環(huán)材料和產(chǎn)品研發(fā)及加工的集約型高新企業(yè)。近年來(lái),獲得12項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利,15項(xiàng)實(shí)用新型專利和22項(xiàng)外觀設(shè)計(jì)專利。已經(jīng)完成了20多萬(wàn)套水泥木質(zhì)混凝土樹穴蓋板和20萬(wàn)m2水泥木質(zhì)透水混凝土及幾千平米水泥木質(zhì)混凝土生態(tài)綠化墻的任務(wù)。2022年入選“一帶一路”生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)及產(chǎn)品推薦目錄單位。
第七完成單位江西省標(biāo)美生態(tài)環(huán)境科技有限公司,是從事生態(tài)及功能型環(huán)境建材研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的科技型公司,經(jīng)營(yíng)范圍包括城市生態(tài)道路建設(shè)工程研發(fā);透水混凝土材料、透水瀝青改性材料、地坪材料生產(chǎn)及施工等。產(chǎn)品相繼獲得相關(guān)部門頒發(fā)的新產(chǎn)品、新技術(shù)獎(jiǎng)及科技成果推廣項(xiàng)目等榮譽(yù)。參與承擔(dān)多個(gè)項(xiàng)目:上饒吉陽(yáng)中路提升改造海綿城市建設(shè)項(xiàng)目、三清山北大道改造項(xiàng)目;上饒海綿城市試點(diǎn)項(xiàng)目等。公司秉承“綠色生態(tài)、優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新、安全環(huán)?!钡淖谥?,致力于推進(jìn)生態(tài)技術(shù)在環(huán)境生態(tài)與人居空間領(lǐng)域的綠色低碳應(yīng)用。
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