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    2021混凝土科學技術獎
    【混凝土科技獎】機制砂混凝土和易性調節關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?技術革新類

    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。


    三等獎項目

    機制砂混凝土和易性調節關鍵聚羧酸減水劑研究




    主要完成單位:中建西部建設建材科學研究院有限公司

    主要完成人:楊文、劉明、張磊、曾超、王福濤





    項目概況


    隨著我國基礎設施建設的快速發展,建設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,導致生產的混凝土拌合物易出現離析、泌水、堵管等問題,嚴重影響混凝土施工和工程質量。因此,機制砂混凝土的應用和發展亟需和易性調控關鍵材料及相關技術的創新。

    國內外研究者分別從混凝土配合比設計和外加劑復配技術兩方面采取措施:一是調整混凝土配合比,優化砂石級配,但該法受區域地材限制;二是復配纖維素醚、保水劑、抗離析劑等功能助劑,此類助劑易與減水劑產生相容性問題,改善效果和適應性有限。

    聚羧酸減水劑具有分子結構設計性強,性能可調控等優點。通過設計和制備功能靶向結構的聚羧酸減水劑是解決機制砂混凝土應用性能的有效途徑。目前針對混凝土應用過程中的問題,國內已開發出保坍功能、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,減水劑結構與性能關系研究較少。

    針對上述情況,本項目提出機制砂混凝土和易性調節功能的聚羧酸減水劑研究思路,開展了技術攻關,并實現規?;a和應用。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,從聚羧酸減水劑結構與性能關系研究出發,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節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節關鍵技術研究技術路線



    主要創新點



    1、創新性地開發了一種具有多羥基結構和強吸附基團的功能單體,引入聚羧酸減水劑結構單元,通過改變漿體的表面化學性質,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、將功能單體成功應用于聚羧酸減水劑的合成中,開發了雙氧化還原引發劑,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控功能的新型外加劑。

    3、技術先進性指標: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內工作狀態穩定,中途無放大泌水現象。



    應用效果



    項目申報國家發明專利2項,發表論文5篇,科技成果評價達到國際先進水平,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。該成果的應用不僅保障了工程施工效率與施工質量,也促進國內機制砂的規?;褂?,減少天然砂的開采。在科技創效、保護生態環境方面具有重要的經濟社會效益。

    “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)


    企業介紹



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

    中建西部建設建材科學研究院有限公司以“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、混凝土生產工藝、混凝土工程技術、固廢資源利用、特種混凝土和混凝土智能制造6大方向開展科技創新和成果轉化工作。

    現有科研事務管理部、科技成果轉化中心、綜合辦公室、財務資金部、市場與項目管理部、安全質量與環境監督管理部6個職能部門,下設高性能混凝土研究所、骨料及資源綜合利用研究所、化學建材研究所和智能制造研究所4個專業研究所?,F有自有職工76人,其中博士6人,碩士48人,碩士及以上學歷占比71%。

    研究院加大科技平臺建設和對外交流,獲批首批中建土木工程材料重點實驗室,設立CCPA混凝土工程技術分會并開設中國混凝土工程技術論壇,創辦中建西部建設“興隆湖論壇”品牌活動,為搭建全產業鏈平臺奠定了堅實基礎?,F已與同濟大學、上海交通大學、重慶大學、西南科技大學簽訂合作協議,現有院校合作項目8個,院企合作項目13個,企業間合作項目22個,行業影響力逐步提升。

    公司現布局各類課題81項,其中國家級2項;共獲受理專利73項,授權專利48項;發表論文108篇,其中SCI/EI論文50篇;11項科技成果達到國際先進及以上水平;獲第23屆中國專利優秀獎1項。公司現有預拌混凝土智能制造、“雙碳”技術、超高性能混凝土系列產品、新型低碳結構材料與技術4個系列、40余項產品技術,應用場景涵蓋綠色建筑、固廢資源綜合處置和智慧工廠建設等領域,為助力“雙碳”目標貢獻力量。

    “十四五”期間,研究院將延續“智造未來建材,拓展幸??臻g”的使命和“打造建材領域國際‘雙一流’平臺”的愿景,堅持“兩領五強”總體戰略目標引領,力爭達成“自主創新能力強,主業支撐能力強,市場競爭力強,人才培育能力強,品牌影響力強”的戰略目標。




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