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      新型自密實混凝土設計與制備技術及應用
       
      來源:    發布時間:2014-01-23 15:43
       
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        自密實混凝土(self-consolidating concrete,以下簡稱SCC)是一類僅依靠自重力作用就能澆筑密實成型的混凝土材料。日本于二十世紀八十年代末最早開始相關研究,但現有SCC技術存在施工質量不可控、易開裂、成本高等技術瓶頸,嚴重制約了SCC技術及其應用的發展。為解決現代復雜土木工程結構和高速鐵路無砟軌道結構等的建造難題、滿足高效低碳建設技術發展的重大需求,本項目組率先在國內開展新型SCC技術的研究,通過十五年多的協同攻關,對新型SCC的技術原理、設計方法、質量檢驗評定及專用高性能外加劑等進行了一系列深入的理論和試驗研究,發明了具有高穩健性、高抗裂特性的新型SCC制備方法及應用技術,形成了具有我國自主知識產權的新型SCC核心技術體系,并得到規模化推廣應用。

        項目主要技術創新點:

        (1) 發明了基于漿體—骨料穩定性調控的新型SCC組成設計方法。揭示了物性差異顯著的骨料、漿體混合共存的懸浮流體體系的靜、動態穩定機制,建立了表征SCC中漿體與骨料構成的骨料間距模型,確立了新型SCC的最佳骨料和漿體組成計算的理論依據。

        (2) 發明了非吸附型增稠多功能外加劑技術,揭示了疏水主鏈與水分子氫鍵締合作用機理,協同了接枝共聚物官能團的靜電排斥、空間位阻效應及超細粉體的減水稠化效應,解決了SCC高流動性與抗離析性之間的根本矛盾,突破了低粉體材料用量條件下難以實現“自密實”等技術障礙,使SCC單方水泥用量與國外同比節省約30%。

        (3) 發明了基于動態充填性、抗離析性的SCC工作性測試方法和基于誘導開裂、實時跟蹤的SCC抗裂性檢測方法及檢測裝置,建立了SCC質量評定方法和控制技術體系,實現了拌合物工作性的快速有效評價,解決了裂縫位置和初裂時間隨機的評價技術難題。

        (4) 發明了新型SCC制備技術,攻克了高速鐵路無砟軌道結構充填層均勻充填密實成型的難題;提出了SCC材料性能與結構設計方法,發明了現澆混凝土構件與加固工程構件施工工藝;制定了我國第一本SCC設計與施工指南。

        項目已授權發明專利14項、實用新型專利2項,制定國家行業標準2部(地方2部)、國家級工法1項(省級4項),發表論文70篇(其中SCI、EI收錄30篇),出版國際學術論文集2本。研究成果的新穎性和創造性得到了兩個國際權威學術機構(RILEM、ACI)SCC委員會主席的高度評價,并成功主辦了第一屆、第二屆“SCC設計、性能與使用”國際會議。項目通過了由湖南省組織的鑒定委員會的鑒定,結論為:"…自密實高性能混凝土技術創新性突出,整體達到國際先進水平",獲2007年湖南省科學技術進步一等獎。

        項目研究成果在鐵道工程、建筑工程、水利工程及公路工程等領域的數百個重大工程中得到廣泛應用,并首次實現在高速鐵路無砟軌道充填層中成功應用,解決了高平順性高速鐵路無砟軌道結構的施工難題,取得直接經濟效益4.8億元,技術經濟效應顯著,推廣應用前景廣闊,推動了混凝土工程技術的理論和技術進步,提升了我國土木工程行業科技水平和國際核心競爭力。

        該項目榮獲2013年度國家技術發明二等獎,主要完成人有余志武,謝友均,田倩,鄭建嵐,李化建,龍廣成。

       
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