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2022混凝土科學技術獎
【科技進步類】二等獎:超高層泵送混凝土的制備技術與泵送性能評價技術
時間:2023-07-17    來源:CCPA科技工作部    分享:
本項目提出研制超高層泵送混凝土的制備與泵送性能評價技術的目標,主要從三個方面開發相關配套技術:一是建立混凝土可泵性能的評價體系,并量化泵送混凝土宜泵區間,提出泵送混凝土配合比設計方法,為混凝土超高泵送提供技術支撐。


2022年度中國混凝土與水泥制品協會

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。




二等獎項目

超高層泵送混凝土的制備技術與泵送性能評價技術


主要完成單位:中建商品混凝土有限公司


主要完成人:熊龍、包明、宋正林、李興、林家超、黃燦、周博儒、邢菊香、余昆、曾鵬



項目概況  

超高層建筑的發展反映了一個國家混凝土應用技術能力和經濟水平。近年來,我國超高層建筑發展迅猛。據統計,世界上已完工的300m以上的超高建筑我國占比超過6成,目前我國在建的超高層建筑前十名均超過500m,這標志著我國已經進入超高層建筑快速發展階段。

現代超高層建筑應用技術具有以下特點:(1)建筑結構體量大,基礎筏板、巨型柱等大體積混凝和自養護性能要求高。(2)自重大,底部結構的荷載增加,對輕質混凝土、高強混凝土需求加大。(3)建筑高,混凝土泵送距離和泵送時間長,對不同強度等級混凝土高壓下的可泵性能和工作保持性能提出極大的考驗。(4)外加劑發展歷史短、積累少,與國外先進水平存在較大差距。

針對以上問題,本項目提出研制超高層泵送混凝土的制備與泵送性能評價技術的目標,主要從三個方面開發相關配套技術:一是建立混凝土可泵性能的評價體系,并量化泵送混凝土宜泵區間,提出泵送混凝土配合比設計方法,為混凝土超高泵送提供技術支撐。二是研究超高層外加劑綠色化、高性能化、地材適應性、泵送高流化關鍵技術,開發常溫綠色化生產成套技術和高性能化控制技術,解決混凝土拌合物工作性能的問題。三是從超高層建筑結構特點出發,針對大體積混凝土結構開裂風險大和鋼管混凝土結構養護困難的特點,探索提高大體積混凝土體積穩定性和鋼管混凝土自養護自應力的技術措施,開展超高泵送混凝土施工設計。


主要創新點  

(1)基于泵壁形變信號的高層泵送混凝土可泵性檢測方法。

建立了混凝土可泵送性能評價體系,對高層泵送高壓穩定性及泵送極限性能進行精準預測,成功解決了混凝土超高可泵性能評價難的問題。


以混凝土流變特性及泵送性能為基礎,建立了混凝土可泵性能的三元體系評價技術,并量化超高泵送混凝土宜泵區間,提出了高壓泵送穩定性系數、泵送極限系數、勻質性系數等指標,提出以全緊密堆積技術為指導的泵送混凝土配合比設計技術,實現了不同強度等級混凝土超高泵送,創造了160MPa強度等級混凝土泵送高度世界紀錄。

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(2) 基于聚合反應動力學原理的常溫寬溫域合成聚羧酸減水劑合成技術。

研發出適應于高強自密實超高層泵送混凝土的“高效抑泥、低引氣、高降粘”等一系列功能外加劑,為新型建筑材料綠色化、高性能化、地材普適性、泵送高流化提供關鍵技術支撐。


以多組分低溫復合引發體系為基礎,開發了混凝土外加劑常溫綠色工業生產技術,針對超高層混凝土性能要求,開發了調控流變與泵送性能的低引氣降粘型聚羧酸減水劑和力學增強型適用于高強自密實混凝土的聚羧酸減水劑,同步開發了地材適應性提升的陽離子型混凝土抑泥劑技術,協同提升超高泵送混凝土綜合性能。為超高泵送混凝土綜合性能穩定性提供強有力保障。
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(3)超高層泵送混凝土低熱低縮溫控和自養護自應力組合控裂技術。

形成超高層建筑超高泵送混凝土施工工法,有效解決高空大風大溫差下復雜耦合環境下混凝土易開裂問題,為超高層建筑工程安全和長壽命提供了關鍵技術支撐。


針對超高層建筑結構特點與材料性能要求,結合高分子樹脂材料緩釋機理及表面張力原理,形成了混凝土低熱低縮溫控技術和自養護自應力技術;開發了一種低收縮低粘度超高強混凝土及適用于各類大體積混凝土的減縮劑,有效解決了超高層泵送混凝土易堵管易開裂難題。



科研成果及應用 

本項目共授權發明專利10項,發表論文8篇,工法2項。根據本項目研究成果形成的超高層泵送混凝土的制備技術和泵送性能評價為超高層泵送混凝土的超高泵送提供質量保障,并為同類工程提供借鑒。


基于本項目研究成果制備的超高層泵送混凝土具有良好的泵送性能和工作性能,已成功應用于我國超高層建筑(其中400米以上超高層建筑9座)的建造,包括了天津高銀117大廈(597米)、武漢綠地國際金融中心(471米)以及武漢中心(438米)等。眾多超高層建筑的應用結果表明,本項目成果對我國不同地域原材料、不同氣候環境具有良好的適應性,能夠滿足不同結構類型、各種強度等級的混凝土制備要求,所應用項目混凝土泵送性能、穩定性能良好,泵送施工順利,抗裂性能優異,驗收未發現裂縫,強度性能滿足工程設計要求,相關研究成果被列入多項行業標準,應用本項目技術成果建造的超高層建筑質量優良。
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綠地中心


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武漢中心


企業介紹  

中建商品混凝土有限公司,于2008年掛牌成立,是世界500強企業——中國建筑旗下唯一混凝土業務平臺、全國最大商砼上市公司——中建西部建設股份有限公司的主要骨干成員之一,為湖北省高新技術企業。肇端于1995年建立的中建三局總承包公司現場攪拌站,公司現已發展成為注冊資本8.6億元,擁有員工4600余人,年產混凝土超千萬方的行業領先企業,具有預拌混凝土行業最高(二級)資質。公司積極實施跨區域、全產業鏈發展戰略,致力為客戶創造價值。立足武漢,開拓全國,現成了華中、西南、西北、華南、華北、東北6大產出區,在全國14個省市布局了50余座攪拌站、擁有80余條混凝土生產線,并成功進軍阿爾及利亞海外市場,形成了以預拌混凝土為中心,礦產資源、設備運輸、新型建材等為支撐的多業并舉的產業格局。近年來,公司積極順應政策導向,打造綠色科技競爭優勢。成立“中國建筑混凝土技術中心”,與武漢理工大學等知名高校院所廣泛開展合作,形成19項達到國際先進和領先水平的科研成果、84項國家專利、14項省部級以上工法,特別是在清水混凝土、彩色混凝土、泡沫混凝土等細分領域擁有領先技術優勢。公司自主研發了國際先進水平的“預拌混凝土綠色生產集成技術”,建設了一系列環保節能示范站點,并成功進駐城市工業園區、通過中國環境標志產品認證、進入政府采購清單,有力促進了行業轉型升級。二十多年來,公司先后為華中、西南、華北、西北區域第一高樓等眾多地標建筑提供產品服務,并積極開展扶困助學、捐資修路等公益活動回饋社會,創造了良好的經濟社會效益,先后榮獲全國五一勞動獎狀、全國工人先鋒號、中國混凝土行業“優秀企業”、中國企業商務AAA級信用企業、湖北省文明單位、武漢市“十佳兩型企業”等諸多榮譽。放眼未來,公司將秉承“為人類建筑提供堅強柱石”的企業使命,以最佳的產品和服務,與客戶共同澆筑時代的豐碑,助力中國城鎮化的偉大進程。




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