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2023混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)
【技術(shù)革新類】三等獎(jiǎng)項(xiàng)目:高速公路淺變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土配制與堿骨料反應(yīng)預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)研究
時(shí)間:2024-11-08    來(lái)源:CCPA科技工作部    分享:
本項(xiàng)目開(kāi)展了利用淺變質(zhì)巖制備混凝土骨料的研究,為淺變質(zhì)巖骨料在混凝土中進(jìn)行科學(xué)、合理化利用提供了技術(shù)保障,成為大規(guī)模資源化利用淺變質(zhì)巖的新途徑。
2023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)?技術(shù)革新類

項(xiàng)目展示







2023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)工作于2023年3月啟動(dòng),至2023年12月圓滿完成。報(bào)名期間共收到有效申報(bào)項(xiàng)目45項(xiàng)。經(jīng)過(guò)專家評(píng)審委員會(huì)的初評(píng)及終評(píng),共計(jì)30個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng),包括一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)16項(xiàng)、三等獎(jiǎng)11項(xiàng),其中“基礎(chǔ)理論類”2項(xiàng)、“科技進(jìn)步類”10項(xiàng)、“標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新類”3項(xiàng)、“技術(shù)革新類”15項(xiàng)。

三等獎(jiǎng)項(xiàng)目

高速公路淺變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土配制與堿骨料反應(yīng)預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)研究


主要完成單位:中建西部建設(shè)貴州有限公司、中建西部建設(shè)(廣東)有限公司、貴州宏信創(chuàng)達(dá)工程檢測(cè)咨詢有限公司

主要完成人:林喜華、班錄江、劉燚、曹海、鄒昊天


項(xiàng)目概況

據(jù)了解,我省目前在建的高速公路項(xiàng)目眾多,包括劍榕高速、雷榕高速、劍黎高速等。由于貴州地區(qū)盛產(chǎn)淺變質(zhì)巖,尤其是貴州東南地區(qū)存在著廣泛分布的淺變質(zhì)巖。在高速公路、橋梁、隧道、鐵路、工業(yè)與民用建筑工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,采用當(dāng)?shù)卦牧嫌糜诨A(chǔ)設(shè)施建設(shè),不僅可以縮短工程工期,而且可以減輕環(huán)境負(fù)荷、降低工程造價(jià)。但淺變質(zhì)巖骨料具有一定的潛在堿活性,如何預(yù)防、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)淺變質(zhì)巖骨料用于結(jié)構(gòu)物的堿集料反應(yīng)活性是非常關(guān)鍵、至關(guān)重要的。因此,如何有效預(yù)防和控制這些天然材料作為結(jié)構(gòu)物骨料時(shí)的有害反應(yīng),是目前中西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要難題之一。

雷榕高速


貴州淺變質(zhì)巖分布圖


本項(xiàng)目依托承接劍榕高速、雷榕高速和印秀高速等項(xiàng)目,展開(kāi)了以下幾點(diǎn)研究:1.淺變質(zhì)巖骨料堿活性的評(píng)價(jià)方法;2.淺變質(zhì)巖集料的顆粒特征與ASR抑制措施;3.淺變質(zhì)巖骨料混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化與性能分析;4.ASR的無(wú)損可視化分析;5.水泥穩(wěn)定淺變質(zhì)巖碎石路面基層制備技術(shù);6.超緩凝水下不分散混凝土及其外加劑制備關(guān)鍵技術(shù);7.早強(qiáng)高耐久預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù);8.低水化熱高抗裂大體積承臺(tái)混凝土制備關(guān)鍵技術(shù)。


本項(xiàng)目開(kāi)展了利用淺變質(zhì)巖制備混凝土骨料的研究,為淺變質(zhì)巖骨料在混凝土中進(jìn)行科學(xué)、合理化利用提供了技術(shù)保障,成為大規(guī)模資源化利用淺變質(zhì)巖的新途徑。同時(shí)對(duì)貴州區(qū)域高速公路項(xiàng)目中涉及到的問(wèn)題提出針對(duì)性解決方案,對(duì)提高橋梁、隧道工程的質(zhì)量,延長(zhǎng)橋梁、隧道工程的使用壽命,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1.針對(duì)貴州黔東南地區(qū)的淺變質(zhì)巖機(jī)制砂骨料,研究了發(fā)生堿骨料反應(yīng)的關(guān)鍵影響因素,并提出了抑制反應(yīng)的技術(shù)路線及其指標(biāo)體系:包括骨料級(jí)配的最優(yōu)組合設(shè)計(jì);調(diào)整粉煤灰、礦粉等礦物摻合料的比例,有效抑制淺變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土中的堿骨料反應(yīng)且強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;石粉含量越低越有利于淺變質(zhì)巖機(jī)制砂的使用,從工作性考慮,石粉摻量可于0~5%間適當(dāng)調(diào)整;控制混凝土中的總堿含量(包括水泥、外加劑中堿以及礦物摻合料中的有效堿含量),不應(yīng)超過(guò)3kg/m3

2.基于不同淺變質(zhì)巖骨料堿活性綜合評(píng)價(jià)方法的對(duì)比試驗(yàn),揭示了淺變質(zhì)巖堿骨料慢膨脹型的潛在堿活性特征;形成利用淺變質(zhì)巖制備混凝土材料成套配制技術(shù)與堿骨料反應(yīng)預(yù)防關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)了可抑制堿骨料反應(yīng)的淺變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土材料,提出基于淺變質(zhì)巖機(jī)制骨料粒形與巖性特征的不同強(qiáng)度混凝土配合比設(shè)計(jì)理論與方法。


3.利用X-CT技術(shù)結(jié)合圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了原位無(wú)損可視化追蹤淺變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土內(nèi)部發(fā)生堿-骨料反應(yīng)的全過(guò)程,可于早期識(shí)別混凝土內(nèi)部裂紋生長(zhǎng)趨勢(shì),從而判斷堿骨料反應(yīng)發(fā)生程度并及時(shí)進(jìn)行處理。


4.基于堿骨料反應(yīng)抑制技術(shù),結(jié)合高速公路橋隧工程中遇到的難題,基于淺變質(zhì)巖研發(fā)了超緩凝水下不分散混凝土及其外加劑制備關(guān)鍵技術(shù)、早強(qiáng)高耐久預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)及低水化熱高抗裂大體積承臺(tái)混凝土制備關(guān)鍵技術(shù)等,并總結(jié)形成了高速公路橋隧工程難點(diǎn)部位混凝土應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)。

淺變質(zhì)巖骨料


XCT三維重構(gòu)模型

工程應(yīng)用

本項(xiàng)目于2019年12月至2022年3月期間在孖臘段高速公路便道路面、梯籠墊層等部位得以應(yīng)用,期間累計(jì)應(yīng)用淺變質(zhì)巖混凝土20082m3;于2019年12月至2020年9月期間在印秀高速公路中得以提供應(yīng)用淺變質(zhì)巖混凝土41246m3。淺變質(zhì)巖骨料的應(yīng)用使每方混凝土成本明顯降低,同時(shí)淺變質(zhì)巖混凝土的強(qiáng)度和工作性均滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

在雷榕高速工程中,通過(guò)優(yōu)化配合比和使用磷渣基固廢代替部分水泥的技術(shù),開(kāi)發(fā)了一種采用有機(jī)聚磷酸與無(wú)機(jī)磷酸鹽+調(diào)節(jié)劑復(fù)配得到的復(fù)合型混凝土緩凝劑提升混凝土綜合性能,并在缺乏河砂資源的條件下,改良優(yōu)化機(jī)制砂混凝土配合比提升了預(yù)應(yīng)力混凝土的施工質(zhì)量。共使用水下樁基混凝土1.1萬(wàn)方,使用6.6萬(wàn)方預(yù)應(yīng)力清水混凝土,使用2.5萬(wàn)方大體積承臺(tái)混凝土。同時(shí)通過(guò)提升建設(shè)效率,縮短施工工期,減少人工和建設(shè)成本。


在劍榕高速路面一標(biāo)段(73.32km),及二標(biāo)段(42.48km)全程應(yīng)用淺變質(zhì)巖水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工技術(shù),共計(jì)節(jié)省原材料成本3611.42萬(wàn)元。


劍榕高速施工現(xiàn)場(chǎng)


第一完成單位簡(jiǎn)介

中建西部建設(shè)貴州有限公司 (以下稱貴州公司”) 成立于2010年,致力于商品混凝土及相關(guān)業(yè)務(wù)。貴州公司一家以生產(chǎn)預(yù)拌商品混凝土為主,并向產(chǎn)業(yè)上下游延伸的專業(yè)化、多產(chǎn)業(yè)、跨區(qū)域的大型國(guó)有中央企業(yè),是貴州省規(guī)模最大、布局最廣、實(shí)力最強(qiáng)的混凝土企業(yè),是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)和貴州企業(yè)100強(qiáng)。

貴州公司自成立以來(lái),始終堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為導(dǎo)向,積極響應(yīng)國(guó)家“五大發(fā)展理念”不遺余力地致力于綠色發(fā)展、產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)改進(jìn)。目前,貴州公司已擁有國(guó)家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利近100項(xiàng),其中發(fā)明專利23項(xiàng),曾榮獲中國(guó)混凝土行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)、貴州省五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀、貴州省工人先鋒號(hào)、貴州省青年安全生產(chǎn)示范崗、貴陽(yáng)市安全文化示范企業(yè)等榮譽(yù)稱號(hào)。并創(chuàng)造了房建項(xiàng)目山砂混凝土筏板澆筑體量(1萬(wàn)方)、C40水下自密實(shí)混凝土澆筑深度(49米)、C90高強(qiáng)高性能機(jī)制山砂混凝土泵送高度(345米)、C100高強(qiáng)高性能機(jī)制山砂混凝土泵送高度(331米)、C120高強(qiáng)高性能機(jī)制山砂混凝土泵送高度(401米)等一系列貴州省內(nèi)乃至全國(guó)行業(yè)機(jī)制山砂混凝土施工紀(jì)錄。


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