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[成果] 1900010589 江苏
TU528 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:环境治理、绿色建筑发展、海绵城市建设、新型城镇化等国家重大战略,仍需要大量土木工程材料,而其制备和服役的生态环保性已成为制约可持续发展的关键瓶颈。对于生态制备,自然界岩石和贝壳形成中的微生物矿化是一绿色过程,具备极大的潜力被借鉴并发展成土木工程材料的生态制备技术,但需解决矿化条件特定和矿化时间漫长的问题;对于生态服役,亟需研发具备环境保护、生态相容的新材料,同时运用材料微生物技术等新技术提升传统结构材料的功能性。 项目历时十余年,在国家自然科学基金、省部计划和企业攻关等课题资助下,攻克了在沙土、水泥基材料、钢渣胶凝材料中的微生物矿化调控理论和关键技术,成功研发出生态性微生物胶凝材料、微生物矿化自修复水泥基材料和结构-装饰功能一体化墙体材料及道路铺装材料。 1、揭示了沙土环境中微生物芽孢萌发、生长繁殖、酶促离子形成、原位成核加速结晶等矿化和氢键作用机理,发明了分别适用于地基生态加固、扬尘和沙漠治理、重金属钝化的碳酸盐、磷酸盐及复合类等生态相容性好的微生物胶凝材料,既攻克了国内外未能解决的氨气释放难题,又利用了大气中的温室气体二氧化碳,降低了成本。 2、提出了“开裂-O2/CO2扩散驱动-微生物萌发矿化-裂缝封闭”的裂缝自修复策略,发明了CO2驱动型微生物自修复水泥基材料的设计和制备方法,通过驯化、孢子转化和固载保护提高了微生物在高碱环境中的耐受能力,提高了对早期裂缝的修复速度和修复效率,实现对宽度不大于0.5mm裂缝的快速、高效自修复,面积修复率高达90%以上,修复后水渗透系数降低95%以上,有效避免了水泥基材料旱期开裂产生的危害。 3、提出了水泥基材料和钢渣胶凝材料体系微生物梯度矿化调控技术和灰度双CT无损表征方法,发明了具有抗泛碱功能的结构-装饰一体化墙体材料及道路铺装材料,解决了水泥基材料的泛碱顽疾,从根本上避免附加装饰层脱落的安全隐患;钢渣的利用效率提高了26%,并解决了钢渣制品的体积稳定性问题。 获授权发明专利27件,出版专著1部,发表论文100余篇;编制产品标准及应用指南8部,培养研究生和技术人员100余人。研究成果已成功应用于江苏、福建、安徽、江西、山东、贵州等省的建筑、市政、水利、交通等工程建设,解决了生态治理、绿色建筑、海绵城市中亟需的生态材料等难题。项目累计新增销售额50616.05万元、利润5770.24万元,因工程耐久性提升、环境修复生态性好、CO2被大量吸收、作物增产等带来的间接经济和社会效益更为显著。项目成果经唐明述院士等专家鉴定总体达到国际领先水平,获2017年度“中国建筑材料联合会•中国硅酸盐学会建筑材料科学技术奖”技术发明一等奖。项目成果创新发展了建筑材料的绿色制备方法和理论体系,为生态环境治理提供了新的、应用前景好的生态性材料,推动了混凝土材料向功能性、结构-功能一体化发展。
[成果] 1800300267 北京
TU528.042 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术技术来源:自主研发与技术优化集成适用范围:内源重金属污染基本原理: 针对现有技术的不足,提供一种水泥掺量低、固化/稳定化效果理想、能极大地降低底泥固化体重金属浸出浓度的重金属底泥固化剂。通过添加外加剂为硝酸钙、亚硝酸钠、偏铝酸钠、硫酸钠、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠和三乙醇胺的全部混合物,增加了底泥固化体的抗压强度。 工艺流程: 固化重金属污染底泥时,适当掺入混泥土外加剂(早强剂、减水剂、引气剂和防水剂等),可减少水泥用量,降低成本;促进水泥水化,提高固化体的强度、密实性、抗渗性,改善固化体内部结构;激发粉煤灰的活性,加速粉煤灰的水化过程。实验所用外加剂为硝酸钙、亚硝酸钠、偏铝酸钠、硫酸钠、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠和三乙醇胺(质量比分别为5﹕5﹕5﹕10﹕0.5﹕0.75﹕0.25)的全部混合物。 以水泥、粉煤灰、膨润土和外加剂添加量为影响因素,以固化体抗压强度和Cu、Cd、Pb毒性浸出浓度为评价指标,采用正交表L9(34),进行3水平4因素正交试验。试验结果确定了底泥固化稳定化最佳的物料配比,即底泥,水泥,粉煤灰,膨润土,外加剂重量比为1000:200:300:30:25。最佳配比固化试验表明,相对于正交试验中其他配比,此条件下固化体的抗压强度得到了明显提高,同时浸出液中的重金属浓度得到进一步降低。 关键技术: 提出了一种水泥掺量低、固化/稳定化效果理想、能极大地降低底泥固化体重金属浸出浓度的重金属底泥固化剂。 研发了一种增加混凝土强度的新型外加剂,并申请了相关专利:重金属污染底泥固化剂.201110342103.2。 优化了硝酸钙、亚硝酸钠、偏铝酸钠、硫酸钠、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠和三乙醇胺的配比,增加了底泥固化体的抗压强度。
[成果] 1900010680 浙江
[TU528, TU502.3] 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:混凝土诞生百余年来,脆性大、易开裂的本质一直没能改变。混凝土裂缝是导致结构寿命显著降低并引发重大安全事故的重要原因,对国家建设可服役百年的重大基础设施目标形成了严峻挑战。混凝土增韧控裂技术是保障重大工程结构长寿命安全服役的重要手段,是国内外学术界和工程界长期致力攻克的难题。该项目采用力学理论建模、材料研制发明、结构型式革新、施工技术创新有机交叉融合的技术路线,历经近20年研究和工程实践,发明了高韧性纤维混凝土材料及其应用技术。主要发明点如下: 1.提出了基于随机统计学的短纤维增韧混凝土多缝开裂过程力学模型,建立了纤维混凝土高韧化设计理论和制备技术:发明了极限抗拉应变稳定地高达3%-8%(是普通混凝土的300~800倍)、强度等级30-120MPav韧性指标国际领先的系列高韧性纤维混凝土,发明了适用于大规模快速施工的自密实型、喷射型高韧性纤维混凝土及其施工技术,在国际上首次建立了高韧性纤维混凝土工业化生产线,成功替代德国进口材料。形成了高韧性纤维混凝土材料发明、工业化生产到应用技术的创新技术体系,解决了混凝土易开裂、难增韧这一长期技术难题。 2.揭示了高韧性纤维混凝土与普通混凝土结合界面的抗拉、抗折、抗剪、断裂等粘结性能力学机理和规律,发明了界面纯剪切开裂性能的定量测试装置和技术;发明了高粘结力、高延性的混凝土结合界面密合剂,粘结强度指标国际领先;发明了提升界面咬合力的人工键槽新技术,将液压盘锯切割与静态爆破相结合,使得混凝土结合面处理工效提高50%、成本降低30%。解决了高韧性纤维混凝土在结构应用中的界面抗裂关键问题。 3.提出了高韧性纤维混凝土复合结构控裂技术,发明了结构表层装配式保温防裂防渗永久性模板,建立了以承载力和最大裂缝宽度为控制条件的连接件最优化设计准则,高韧性纤维混凝土模板的保温性能和抗渗性能分别比普通混凝土提高了4倍和500倍;发明了结构内部大体积混凝土冷却通水流量控制方法和间歇通断式控制系统,解决了冷却通水参数难以定量和温控滞后问题。开发出结构内外双重温控防裂技术,为长期困扰工程界的混凝土结构裂缝控制提供了新途径。 该成果获授权发明专利27项、软件著作权5项,在Cement and Concrete Research和Cement and Concrete Composites本领域国际顶级期刊等发表SCI论文35篇,在《土木工程学报》、《建筑结构学报》等国家一级学会期刊发表EI论文40篇,出版专著1部,促进了学科发展。成果成功应用于上海吴淞军港、杭州秋石高架桥和南水北调中线水源工程丹江口大坝、锦屏一级水电站(世界第一高拱坝)等桥梁、隧道、港口、大坝不同工程领域重大项目,在巴基斯坦尼鲁姆•杰卢姆水电工程等“一带一路”国家水电开发建设中发挥了重要作用。近三年经济效益22.7亿元,社会经济效益显著。主要成果获2014年教育部技术发明奖一等奖。 缪昌文院士、岳淸瑞院士任正副主任的鉴定委员会认为:“在国际上首次实现高韧性纤维混凝土规模化工业化生产”,“该成果形成了具有自主知识产权和经过工程验证的具有重大创新价值的技术体系”,“总体达到了国际领先水平”。
[成果] 1800180204 上海
TU528.21 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:项目研究属于土木建筑工程施工技术领域轻集料混凝土因其具有密度小、保温性好、耐久性强等优点,在工程中广泛应用于屋面工程或预制隔墙等部位,由于其强度控制困难、工作性能较差,极少应用于主体结构。随着城市化的快速发展,高层和超高层建造日益增多,建筑自重增大对地基基础及周边环境的影响日益明显,尤其是紧邻轨道交通或大型基础设施等对变形要求敏感环境时,对建筑结构自重提出较高要求,控制结构材料容重是行之有效的方法,因此,研发满足超高结构需要的高性能轻集料混凝土及成套施工技术势在必行。 针对轻集料混凝土在高层结构中应用缺乏的现状,围绕高性能轻质混凝土材料研发、超高泵送基础理论研究、轻集料混凝土防离析防分层施工控制工艺等展开科技攻关,研究成果形成百米级超高结构轻集料混凝土泵送施工技术体系。 1、主要技术创新内容: (1)百米级超高泵送的轻集料高强高性能混凝土制备技术。形成了轻集料混凝土新的制备方法,通过对轻集料混凝土中粗骨料、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、页岩型陶粒、外加剂等进行选择及配合比优化,满足了百米级的泵送需求,研发的轻集料混凝土容重为17kN/m3,具有较低氯离子渗透率和低导热系数的轻集料混凝土,满足结构设计、高耐久性和保温性能的要求。提出的轻集料混凝土新型搅拌制备方法,可有效避免轻集料混凝土在制备过程中陶粒上浮引起的混凝土离析。 (2)基于骨料内水分吸收释放与管内压力控制的轻集料混凝土百米级泵送施工技术。形成了轻集料混凝土超高泵送关键技术,通过对轻集料混凝土泵送过程中的流动方式、压力变化、水分吸收、泵送摩擦等研究,有效解决了不同泵送压力作用下骨料中水分含量的控制难题。提出了轻集料混凝土成套施工方法,避免了超高泵送中轻集料混凝土陶粒上浮及和易性差等问题,实现了轻集料混凝土百米级泵送。 2、知识产权:成果获得发明专利2项,其中授权发明专利1项,核心专利涵盖轻集料混凝土的研发、制备、施工工艺等方面。经权威机构查新和专家验收,研究成果属国际先进水平。 3、应用推广情况:项目于2015年7月26日,在静安60号地块工程进行了泵送试验,成功将轻集料混凝土泵送至130m高度。国泰君安办公楼项目位于地铁13号线上方,对结构的自重及变形控制要求较高,结构用轻集料混凝土泵送高度约100m,取得较好效果。该成果在静安嘉里综合发展项目(南区)、上海红宁护理院等工程得到成功应用,推动了项目的高标准实施。 技术成果的应用,累计新增产值2371.00万元,新增利润165.97万元,新增税收74.80万元,经济效果显著。可为邻近地铁隧道等对建筑变形要求严苛的工程提供较好的解决方案,具有较为广阔应用前景。
[成果] 1800230292 天津
TU528.572 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:在国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅科技计划重点项目的资助下,对定向钢纤维混凝土的基本原理、制备方法、力学性能、增强机理、应用技术等方面进行了系统深入研究。定向钢纤维混凝土可以用于道路、桥梁、隧道、港口码头、能源等工程领域。传统钢纤维混凝土中,钢纤维随机乱向分布,任意方向的增强作用相同。而实际工程中混凝土构件的应力方向一般保持恒定,如梁和板构件底部始终为纵向受拉。如果采用随机乱向钢纤维混凝土,只有与拉应力方向接近或一致的钢纤维发挥增强作用。理论上,发挥作用的纤维量只有三分之一左右。定向钢纤维混凝土是根据指南针原理,对钢纤维混凝土拌合物施加定向磁场,驱动其中的钢纤维转动到设计方向,硬化后即制备出定向钢纤维混凝土,其中钢纤维方向与拉应力方向一致,所有纤维都能发挥作用,钢纤维方向有效系数达到0.90以上,增强效果大幅度提高,从而使混凝土的力学性能得到极大改善。钢纤维体积掺量0.5-2.0%范围内,如果保持钢纤维掺量相同,相对于传统随机乱向钢纤维混凝土,定向钢纤维混凝土的抗折强度提高50-100%,单轴拉伸强度提高20-40%,弯曲韧性提高80-150%,抗剪强度提高40-60%,断裂能提高20-50%,弯曲疲劳次数提高1-2个数量级。如果保持力学性能相同,采用定向钢纤维混凝土,钢纤维掺量可降低40%以上。定向钢纤维混凝土是将电磁学原理与混凝土技术结合,控制混凝土中的钢纤维分布方向。材料的细观和微观结构决定其性质,对材料进行细观、微观、甚至分子结构设计是材料科学家的梦想。通过该项目研究,实现了混凝土材料中关键组分钢纤维分布方向的细观设计,促进了钢纤维混凝土技术的发展。项目成果成功应用于桥梁、隧道、能源、物流等工程,混凝土力学性能提高的同时,钢纤维用量下降,不仅提升了工程质量,同时节约了原材料成本。近年来中国及“一带一路”沿线国家的高速铁路、高速公路、桥梁工程、港口码头、核电站、水电站、隧道、地铁、高层建筑、仓储物流等基础设施工程项目众多。基础设施工程的安全性至关重要,要求混凝土材料具有更高的抗裂性和韧性。另外,近年来地震自然灾害频发,造成巨大损失。从混凝土材料角度,提高韧性是提高抗震能力的关键。钢纤维混凝土的抗裂性、韧性具有明显优势,定向钢纤维混凝土的抗裂性和韧性较传统随机乱向钢纤维混凝土大幅度提高。因此,该项目研究的定向钢纤维混凝土应用前景十分广阔。该项目研究的定向钢纤维混凝土经权威机构检测,抗折强度较传统钢纤维混凝土提高40%以上。经国内外查新,国内外未见与该项目技术特点相同的文献报道。河北省科技成果转化服务中心组织专家对该项目成果进行了评价,项目整体研究成果达到国际领先水平。
[成果] 1800140310 江苏
TU525.3 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:项目所研究双激振径向挤压制管成套装备属于水泥制品工业生产工艺与装备领域,该设备的研发从技术上填补了国内众多相关技术和产品空白,为中国混凝土管高效制造和城市管网建设提供支持。 主要科技内容: (1)研究了双偏块变幅径与变振频控制组合的双变激振方法及其振动控制机理,克服了现有振动幅、频固定和普通变频控制的运行弊端。 (2)创新设计了可调激振力和变频调速径向挤压机系统,采用PLC总线控制技术,实现了生产过程中升芯、挤压、振动、夯实等功能的实时控制与调整。 (3)研发了基于PLC技术的水泥管加工工序总线控制系统,解决了异构条件下各子系统的协同控制问题。 (4)设计了以挤压制管机为主要设备的成套装备的功能原理和布局结构,厘清了其关键核心功能、辅助功能以及控制功能,解决了径向挤压制管成套化研发的关键问题。 技术经济指标: (1)最大制管直径为1500mm,制品成形时间在90-180秒;配套钢模的轴向直线度为±1mm,插承口段的平面度为±1mm;制品外表面无裂缝,内表面裂缝宽度不超过0.05mm; (2)所研制的自动滚焊机可以实现圆形、椭圆形、方形等异形截面钢筋笼(单筋或双筋)加工,焊接速度大于200点/分钟,焊接钢筋漏焊率低于1%; (3)设备成本为国外同种规格制管机的25%;与其他工艺相比,制品成本降低40%;整体生产效率提高300%,工人劳动强度降低70%;粉尘噪声污染降低60%。 经济和社会效益: (1)形成了《Q211088JLT001-2015:钢筋混凝土排水管立式径向挤压制管机》企业标准,对促进水泥制品装备行业技术发展及可持续发展有重大作用; (2)生产设备成功应用与“石家庄通天管业有限公司”、“ 山西联达管业有限公司”等国内水泥制管厂家,实现销售设备100多台套,产品质量赢得了客户的高度认同; (3)所提出的“可重构径向挤压制管成套装备”因具有高效、智能、经济等特点,进一步助推中国水泥制品工业在城市管网建设、水利部引水等重点工程中的重要作用。
[成果] 1800250261 山东
TU528.042.7 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于结构防灾减灾与防护体系和纳米复合材料交叉学科,涉及大型结构智慧感知与性能评估预警、结构高耗能增韧区域防护层、吸波耗能及光触媒防护板等领域,具有自主知识产权。 近年来,高性能/多功能水泥基材料,智能水泥基材料及器件在防灾减灾与防护领域成为研究热点,同时纳米材料在力学、电/磁学、热学、光触媒等方面呈现出诸多优异性能。该项目首先实现了纳米材料在水泥基体中的充分分散与稳定效能;分别揭示了NCM双轨导电、应力自感知、光触媒的内在机理及其阻尼、力学韧性、吸波自增强机制;搭建了适用于大型结构智慧感知的力-电信号同步采集与监测系统,实现了内嵌NCM器件电信号来智慧感知结构内力,并进行宏/微观损伤劣化预警;结合协同聚合物胶乳、混杂纤维提升NCM阻尼及韧性自增强性能,开拓了NCM阻尼自增强、韧性器件在大型工程局部需高耗能增韧区域应用可行性;组合发泡剂、脱硫石油焦灰渣、纳米吸波剂协同引入水泥基体系,研发出一种吸波耗能型纳米泡沫混凝土及加筋保温墙板制品,结合水热法制备出纳米级TiO2,通过渗透型硅烷防水涂料媒介渗透到泡沫混凝土孔隙内部,发展基于NCM光触媒的多功能轻质道板实现大型工程监测预警及防护用NCM制备关键技术与功能器件设计的系统创新。该项目受国家自然科学基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金、山东省自然科学基金、山东省高等学校科研计划项目等课题资助。该项目主要科技创新包括: (1)结合静置观察、离心加速分层、体积电导率、微观形貌等多重手段系统研究不同分散工艺下纳米材料在水泥基体中的分散均匀性,并揭示了相应分散稳定机理,掌握了纳米材料在水及水泥基体中分散稳定度调控的关键技术指标。 (2)采用混杂导电填料及导电聚合物多元复合技术提高了NCM双轨导电与应力/应变自感知性能,通过电极设计、器件封装及构建力电信号同步采集平台,实现了仅通过嵌入NCM传感器电学信号来实时感知大型混凝土结构所受应力/应变及开裂损伤,开发出宏/微观结构性能劣化在线监测与预警方法。 (3)采用碳纳米管、聚合物胶乳与硅灰各自预分散工艺以及混炼浆料真空抽滤除泡工艺开发了碳纳米管与聚合物胶乳协同改性NCM阻尼耗能器件,发展了一套NCM阻尼测试与识别方法;同时结合纤维多尺度抗裂增韧机理,开发出具有知识产权、碳微/纳米纤维协同改性NCM韧性器件,开拓了相关阻尼减灾与韧性防护器件在大型工程局部需高耗能增韧区域诸如框剪联梁、梁柱节点或桥与路结构间动态接缝的应用可行性。 (4)创造性地分别将固废脱硫石油焦灰渣、CNT纳米吸波剂用作泡沫混凝土的促凝稳定剂及硬化体补偿收缩剂,纳米吸波剂及泡沫成核剂,发展出一种吸波耗能型轻质NCM,将水热法制备的纳米级TiO2通过渗透型硅烷防水涂料媒介,渗透到泡沫混凝土孔隙内部,开发出光触媒型轻质NCM;分别开拓了相应吸波耗能、光触媒NCM轻质制品在机场、码头、防信息泄露结构用高档防护墙板、市政交通工程两侧防护道板应用可行性。
[成果] 1800180111 上海
TU756.4 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土木工程和信息技术交叉学科领域,在市科委和国资委等多个重大重点项目资助下完成。混凝土预制装配式建筑是国家和上海市大力推广的建筑工业化发展方向,然而由于预制装配式建筑制造-施工-运维全过程监、管、控和协调困难,导致质量安全问题突出,构件瞬时产能无法满足实际需求,严重影响行业健康发展。项目通过创新物理信息融合技术打破行业瓶颈,以管控成套装置和平台开发为目标,从混凝土预制构件的物理信息融合理论体系、自感知的协同交互采集方法、自组织的信息共享和交换技术、自学习的时空大数据分析决策技术以及混凝土预制构件全生命周期管控成套设备和系统方面开展研究,形成了一套能够适应住宅、隧道、轨道交通、公路桥梁和管廊等各类装配式建筑物的通用技术体系,主要成果: 1.建立了混凝土预制构件的物理信息融合理论体系,依托移动物联、虚拟现实和人工智能技术,设计了预制装配建筑物理信息融合语义模型,通过物理信息模型的映射转换、追溯挖掘和决策分析,将预制装配式建筑物的物理世界与数字化的信息世界有机融合与深度协作,实现预制装配式结构系统的实时感知、动态管控和信息服务。 2.发明了集智能感知、共享交互与分析决策为一体的信息融合新技术,包括①发明了自感知的协同交互采集方法,实现了预制混凝土构件相互关联,解决了制造、施工和运维中信息定位、采集和交互困难的问题;②发明了自组织的信息共享和交换方法,实现了因不同时空尺度的信息映射转换,解决了多用户视角下信息抽取和融合困难的问题;③发明了自学习的时空大数据分析决策方法,实现了小概率风险征兆和异常的提前发现,解决了预制构件质量和安全隐患难以发现和诊断的问题。 3.研发了混凝土预制构件全生命周期管控成套设备和系统,包括:①发明了混凝土预制构件感知电子标签和混凝土预制构件自动检测装置,用于进行预制混凝土结构渗漏、错台和裂纹等病害的检测;②发明了混凝土预制构件健康监测和移动诊断系统,实现对混凝土预制构件健康状态的动态评价;③发明了通用化的混凝土预制构件全生命周期智能化协同平台架构,开发了面向装配式住宅、盾构法隧道、轨道交通、公路桥梁和综合管廊的多个协同管理决策云平台,用于预制构件全生命期精细化管理,解决了预制装配式建筑物全过程监管和维养困难的问题。 该项目申请发明专利19项,已授权13项,软著10项,国家和上海市标准各1项。成果在保障房住宅小区、上海轨道交通14号、17号全线、7条大直径公路隧道等设施中得到应用,提升了信息采集的完整性和准确性,数据自动化采集率达到86.7%;提高了生产效率和监管水平,劳动生产率提升了1倍;有效发现了潜在病害,报警准确率超过90%,降低了安全质量风险。近三年新增产值3亿元,新增利润7010万元,新增税收1134万元,节约资金13774万元,经济效益和社会效益显著。成果的推广应用可大幅提高预制装配式行业的核心竞争力,提升建筑工业化水平。
[成果] 1800180051 上海
TU528.042 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:葡萄糖酸及其衍生物广泛应用于国民经济各领域中,特别是葡萄糖酸钠作为缓凝剂和减水剂在建筑行业中更是需求巨大。该项目属于先进制造领域,旨在解决葡萄糖酸钠生物制造过程中产能低、转化率低等关键技术瓶颈问题。因此实施菌种-发酵-分离-资源化利用全链条关键技术的开发和系统优化是葡萄糖酸钠生产成本降低及高效生产的关键。该项目在“863”计划、国家科技重大专项、国际合作等项目支持下,经过多年研究,形成了葡萄糖酸钠生产中具有自主知识产权的菌种高效筛选、发酵全局调控、清洁分离提取完整技术体系。主要创新点如下: 1.开发了恒化培养定向进化的高性能菌株高通量筛选技术。包括底物和产物快速检测技术、黑曲霉微型化培养技术和黑曲霉恒化培养定向进化技术,实现了随机诱变和理性定向进化有机结合,建立了高效筛选平台。最终获得一株耐高温菌株和一株高氧亲和力菌株,均已成功应用于工业生产。 2.建立了基于先进传感分析的发酵过程关键指标参数实时在线监测技术。通过引入在线尾气质谱仪、在线中红外检测仪等,首次利用组合在线生理参数实现发酵过程中关键指标参数的全方位实时在线监控(葡萄糖,葡萄糖酸钠,Rp=0.436*(OUR-CER),Yp=1-1/(12/RQ-11))。同时突破性地发现并创新性地解决了工业发酵过程中设备供氧、细胞耗氧和生产效率之间不平衡的问题。 3.集成了基于黑曲霉细胞工厂氧代谢全局调控的高效发酵技术。根据黑曲霉细胞工厂葡萄糖酸钠酶催化合成机理,采用微观代谢、宏观生理和反应器流场特性相结合的研究方法,开发了分批发酵-半连续发酵-膜耦合连续发酵的新模式,产物转化率由0.813mol/mol提高到0.984mol/mol,产能提升近4倍。同时该项目在双酶法催化动力学的基础上,开发了以过程OUR为指导的连续流加酶控制新工艺,其酶消耗量较初始工艺降低35%,产能提高2.4倍。最终在工业规模形成连续发酵和双酶法互补且相互制衡的优选生产工艺,实现利润最大化。 4.优化了清洁分离提取技术及废渣资源化利用技术。该项目通过组合优化国产化高性能双极膜和电渗析器,开发了双极膜电渗析酸碱再生制备的清洁分离提取工艺,实现碱使用量减少90%,废水和无机盐排放量减少90%。此外该项目还开发了以发酵渣为原料生产氨基葡萄糖工艺,所得产品没有鱼腥味,不含重金属,纯度达98%以上,实现了“变废为宝”。 该项目技术体系完整,研究成果成功应用到工业生产,产品市场占有率从不到10%提高到30%以上,跃居国内第一。近三年企业累计新增产值17.3亿元,利税1.37亿元。同时COD每年减排1480吨,蒸汽和电量消耗减少30%以上,CO2排放降低45%以上,具有显著经济、社会和生态效益。该项目发表论文23篇,授权专利8项,软件著作权2项,申请专利6项,培养研究生19名,为企业技术更新和产业升级提供了强有力保障,同时推动了有机酸行业的技术进步。
[成果] 1800130189 北京
TU528.06 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的:现浇彩色混凝土建筑是将混凝土既作为结构材料,同时在制备过程中通过添加不同颜料而使混凝土表现出不同色彩,从而实现结构与装饰一体,装饰与建筑同寿命的建筑。 经文献显示已有的国内外现浇彩色混凝土建筑基本为单一色彩,不能满足建筑多样化和人们对高层次感官效果的需求。为此课题组历经十年研究,总结出一套现浇结构多色彩混凝土制备与建造工艺技术,不仅满足人们对现浇建筑多层次的需求,更为北京进行古都风貌修复、老城区改造以及仿古建筑的建造提供了一项以结构实现装饰的解决方法。 2.主要技术创新点: 1)现浇彩色混凝土建筑体系设计首创四色同体现浇彩色混凝土建筑,以结构肌理表现建筑形态,采用多色彩、多造型、结构与装饰于一体,色彩与造型相结合的设计理念,实现建筑的多元化质感,为大型公共建筑室内室外建筑环境构造设计提供了新方法。 2)现浇彩色混凝土制备技术体系创造性的采用普通灰色硅酸盐水泥为基础胶凝材料,配以钛白、铁红、铁黄、铁黑、群青等无机颜料结合自主研发的高活性KP偏高岭土矿物固色剂,制备出与结构同寿命稳定的四色现浇彩色混凝土,实现了低成本彩色混凝土配制技术的突破。 3)现浇彩色混凝土表观效果控制技术创新钢模板表面喷砂处理工艺,研发了注塑尼龙堵头与可嵌套弹性橡胶垫片等工装技术体系,创新了不同色彩混凝土界面拼接、二次封闭施工技术,提高了彩色混凝土表面质感和耐久性,保障了彩色混凝土颜色协调一致,实现了结构与装饰一体化的设计效果。 4)现浇彩色混凝土表面保护剂研制技术自主研发了适用于彩色混凝土的水性透明保护涂层系统,包括底涂、中涂和面涂三道工序,在光的折射、反射下能将混凝土内部颜色真实显现出来,并提升了混凝土表面的耐久性、抗裂性和长期装饰效果。 5)双面彩色混凝土夹心保温墙一次浇筑成型技术创造性地将石墨聚乙烯聚苯板内置于墙体结构层与构造层之间,混凝土一次性浇筑,实现双面异形彩色混凝土夹心保温墙一次成型施工技术,达到了彩色混凝土墙体结构节能环保的效果。 3.成果的价值:课题组通过越秀图书馆多色彩混凝土的研究与示范,积累了多色彩混凝土建造的经验,为以宫墙红、明黄、砖灰等为色彩的北京古都风貌的修复与改造,提供了技术积累。 该课题先后获得了詹天佑奖、国家优质工程奖、华夏奖等多个奖项;获国家级工法1项、发明专利4项、实用新型专利6项;经鉴定,现浇结构多色彩建筑混凝土制备与建造关键技术达到国际领先水平。
[成果] 1800060320 广东
TU528 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:该成果属于土木建筑工程领域。混凝土是最大宗的建筑材料,但如何准确掌握混凝土的流变和力学性能一直是该领域研究的瓶颈问题。 在国家自然科学基金等20个课题的资助下,该项目在混凝土颗粒学、流变学、介观结构、力学性能等方面取得了重要发现和系列成果,包括: 成果一:首次发明了“堆积密实度湿测法”,解决了由粉体团聚而导致的堆积密实度测不准的世界性难题,并首次用实验证明了混凝土权威专家Powers提出的“填充理论”,使相关研究得到重大突破,得到了混凝土领域泰斗美国工程院院士Shah的高度肯定。开创性地将数字图像处理技术应用于骨料粒形测量,极大提高了测量效率,为水泥基材料颗粒学研究提供了先进方法,得到长江学者赵跃民的高度肯定和采用。 成果二:首次系统建立了“膜厚度理论”,揭示了影响水泥基材料流变学特性的关键因素,开创了混凝土流变学研究新方向和新理论体系,为绿色高性能自密实混凝土的生产提供了重要指导。得到RILEM发展与咨询委员会主席De Schutter的赞扬,RILEM资深会员Pereira-de-Oliveira教授认为“找到了影响流变性的关键因素”。 成果三:率先提出了弹性体颗粒改性混凝土高温性能的方法,建立了废旧橡胶改性绿色高性能混凝土的力学分析模型和高温本构方程,奠定了橡胶改性混凝土理论基础。得到RILEM资深会员大津政康教授的高度赞扬。 成果四:创新性地提出了“混凝土三维随机骨料模型”的介观结构设计新方法,实现了三相系统相互作用数值模拟,为混凝土裂纹扩展与破坏机理研究提供了重要方法,解决了复杂受力状态下混凝土构件设计应用中精细化分析的难题。 得到ICCE资深会员Luciano Feo教授的高度肯定,长江学者杜修力认为该方法“取得了巨大的进展”。10篇代表作皆为JCR一区论文,论文最高影响因子4.959,总他引833次,SCI他引515次。单篇论文最高SCI他引158次。该成果共发表研究论文463篇,其中SCI期刊论文148篇(JCR一区期刊论文87篇),影响因子总数254.9。成果得到国内外同行的广泛引用,包括被美国工程院院士Shah,立陶宛科学院院士Kaklauskas,RILEM发展与咨询委员会主席De Schutter,中国工程院院士赵国藩、孙伟,中国科学院院士张佑启,长江学者徐世烺、李术才、杜修力、赵跃民、肖岩,杰青肖建庄等学者他引4450次,其中SCI他引1697次。该成果还对其他研究领域起到了启发作用,得到了地质学、岩土学、生物工程学、水科学等领域权威期刊的大量引用,影响广阔。对该研究成果的所有他引评价全部为正面评价。项目研究历时18年,培养研究生183名。项目完成人在国内外学术会议作报告200余次,发表会议论文170篇,并担任20余次国际会议学术委员会委员,担任7次国际会议组委会主席,担任3次国际会议大会主席,取得了广泛的学术影响。
[成果] 1700451160 广西
TU528.581 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:该成果来源于企业内部立项研究,课题由广西青龙化学建材有限公司独立承担完成。近年来,随着中国经济发展和建筑规模的不断扩大,中国建筑纤维水泥制品行业也取得了显著的发展成就。巨大的建筑市场以及人们对高生活品质的追求为高性能的节能环保化学建材带来千载难逢的机遇。GRC是玻璃纤维增强水泥的简称,相比起普通混凝土材料,GRC板可以减轻材料重量,实现轻量化建筑物的目标。这种材料主要靠玻璃纤维与其它成分的结合力提高其强度,作为一种具有高韧性的延性混凝土,具有很大的吸收能量的能力,因此可以显著改善混凝土结构的抗震性能,可用于抗震结构、抗冲击结构、结构裂缝控制和耐损伤工程结构,并可在外墙板、户外家具、轻质艺术构件、三维效果地坪及仿大理石面板方面生产应用。但是现有技术中,随着玻璃纤维和颜料用量的加大,水泥的粘合力和材料强度会产生较大幅度的下降,限制了材料的使用,而且彩色GRC板材若生产控制不好,容易产生色差、返碱和褪色等缺陷。该成果采用高强彩色GRC板的板面所处平面为三维空间的基准面,平行摆设若干根X轴方向钢筋,在X轴方向钢筋的两侧交错焊接有Y轴方向钢筋,在相邻两个Y轴方向钢筋之间设置有一个Z轴钢筋,Z轴钢筋焊接在X轴钢筋上,形成钢筋骨架。选用低碱52.5强度白水泥,石英砂,生石灰,碳酸氢铵,脲醛树脂,柠檬酸二辛脂和玻璃纤维等为原材料,通过特殊成型工艺制得产品。产品采用分层浇筑的方法,分别形成中心层和彩色连接层,不仅提高了整个板材的强度,还可以节省颜料用量,提高颜料附着力。钢筋骨架的三维立体结构可以有效抵御各个方向的冲击力。通过对原料配比的改进,可以提高玻璃纤维、颜料与水泥的结合度。该产品技术已获得发明专利授权,已经大批量生产,已销往国内众多工地,经过大量工程使用,效果较好。
[成果] 1700640150 云南
TU528.041 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:碎石加工场用石灰岩破碎生产混凝土粗细骨料,其中性能指标符合混凝土用砂规范要求的细骨料称为"人工砂"(或机制砂)、不符合规范要求的尾矿废弃物碎屑,简称"石屑"。石屑堆放在碎石加工场,既占用场地又严重污染环境。石屑通常需要消耗大量水资源即经过水洗才能符合人工砂标准要求,造成二次污染。该项目全面并系统研究了石屑的性能及其对混凝土各种性能的影响规律,开展工程应用示范,掌握了石屑混凝土的成套关键技术,并最终在国内首次制订了《石屑在混凝土中的应用技术规程》,为规范及大规模推广应用石屑解决了关键技术难题和标准障碍。该项目成果不仅可有效避免石屑堆存导致的资源浪费、环境污染问题,拓展砂源,且对控制混凝土工程质量、降低工程造价具有重要的现实意义。 该项目的创新点如下: (1)国内首次确定了石屑作为最高强度等级达C60的混凝土细骨料时的技术特征及关键性能参数,填补了国内配制混凝土时对石屑技术指标要求的空白。 (2)国内首次全面并系统研究石屑关键性能参数(MB值、石粉含量、级配等)对C10~C60混凝土工作性能、力学性能、体积稳定性、耐久性等影响因素,解决了如何规范使用石屑配制混凝土的问题。 (3)通过研发成功运用MB值小于1.4且石粉含量不超过20%的石屑配制C10~C60的混凝土,且混凝土各项性能指标均满足现行国家和行业标准的要求,扩大了石屑配制混凝土的覆盖面和应用范围。 (4)国内首次提出石屑在混凝土中应用的关键质量控制指标以及相应的石屑混凝土成套应用技术。国内首次实现了石屑混凝土的规模化工程应用,工程完工三年后未发现任何质量问题。 (5)编制了国内第一部用于指导和规范石屑混凝土应用的技术标准《石屑在混凝土中的应用技术规程》DBJ 53/T-75-2015,填补了国内相关标准领域的空白,解决了废弃物石屑的标准化和规范化利用问题,对推广应用石屑具有重要的指导意义,减少了环境的污染和破坏,开拓了废弃物石屑的资源化利用新途径。 获得云南建投集团2016年度科技进步一等奖1项,发表学术论文8篇,获得实用新型专利授权1项,培养昆明市中青年学术和技术带头人1名,培养硕士研究生1名,职称晋升6人,其中晋升高级工程师4名,在5个建筑工程项目中成功应用8万吨石屑和10万立方米石屑混凝土,新增产值2755.6万元。该项目在石灰岩石屑混凝土的质量控制指标及标准化和产业化开发应用等关键技术方面取得了重要创新成果,产生了显著的经济、社会和环境效益,成果总体技术水平达到国内领先水平。
[成果] 1700550425 湖北
TU528.042 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:商品混凝土行业面临经济运行低潮,原材料价格不断上涨,特别是水泥价格一路飙升,而商品混凝土的价格却并没有水涨船高,反而随着市场的饱和呈下降趋势,对商品混凝土公司造成了巨大的成本压力。同时,相关资料研究表明:中国商品混凝土中的水泥用量和拌合水用量比发达国家的至少多用20%,不仅资源浪费,而且使混凝土凝结硬化后开裂敏感度增大,威胁结构物的耐久性。降低商品混凝土成本,特别是采用更加合理的胶凝材料体系,适当减少商品混凝土中单位水泥用量是有非常现实的技术和经济上的意义。使用新型混凝土外加剂不仅可以降低生产成本,还可以使混凝土配合比更加合理,使其工作性能和耐久性能都得到提升,对商品混凝土的发展具有十分深远的影响。
[成果] 1700450949 广西
[TU528.04, X705] 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:课题来源:“绿色高性能预拌混凝土技术成果集成应用技术”(任务书编号:桂科转14125001-4-2)是桂科技字〔2014〕125号文件下达的广西科学研究与技术开发计划项目“混凝土绿色制造技术集成应用示范”(合同编号:桂科转14125001-4)子课题。课题背景:广西固体废弃物历年存量有2亿多吨,每年增加量约1000万吨。其中,石化、制糖、钢铁、火电、有色金属等千亿元产业的工业固体废弃物(包括采矿废石、选矿尾矿、冶炼废渣等)也比较多。工业废物消极堆存不仅占用大量土地,造成人力物力的浪费,而且许多工业废渣含有易溶于水的物质,通过淋溶污染土壤和水体,影响生物生长,危害人身健康。由于自主研究少、外来技术不配套等原因,这些废渣在广西的利用率不高。广西大部分地区属于喀斯特石山地区,因地域局限,季节性影响,以及国家限制开采自然资源政策,天然砂石骨料资源非常紧缺,而该区石灰岩矿产资源丰富,机制骨料的开发、生产及应用发展已是必须趋势。广西水泥混凝土及其制品行业存在的混凝土强度不能充分发挥,使用材料不规范,制造过程高消耗、高污染的关键、共性问题,加上中国严重过剩的产能致使行业经济效益出现快速下滑,企业间的竞争日趋激烈,开发和应用节能减排、降低成本、提高综合竞争力的绿色制造技术迫在眉睫。如何高效、节能、高掺合地使用廉价工业固废,应用新产品新技术外加剂,探索机制砂石骨料加工、应用以及企业废水废渣的综合利用,是预拌混凝土行业产出更大的社会经济效益的有效途径。该课题着重解决了预拌混凝土行业在生产制造过程中的质量、效率、节能、减排等方面的问题,形成形成“利废节材、节能、减排、增效”的先进制成系统。技术原理及性能指标:技术原理:在普通预拌混凝土配合比的基础上,通过配合比优化,大量掺入工业废渣物粉煤灰和矿渣微粉,采用石灰岩骨料机制砂、碎石,复掺缓凝高效减水剂,使其减少水泥用量,延长混凝土初凝时间,提高混凝土工作性能和施工质量,减少环境污染,主要集成“工业废弃物掺合技术”、“高性能外加剂掺合技术”、“配合比优化技术”、“超距超时预拌混凝土运送技术”和“废水废浆综合利用技术”等5项技术用于生产实际,形成该课题的“绿色高性能预拌混凝土技术成果集成应用技术”。性能指标:集成应用生态高性能预拌混凝土绿色制成技术5项;在保证产品质量前提下,双掺、多掺技术使绿色生态混凝土中的工业废弃物粉煤灰和粒化矿渣微粉的掺量由原来10%提高至40%以上;年多掺工业废渣总量3.46万吨;掺入工业废弃物粉煤灰和粒化高炉矿渣微粉,聚羧酸缓凝高效减水剂,混凝土初凝时间长达9.5小时;废水、废浆回收利用率达98%;C30混凝土原材料综合成本降低30.55元;开展相关技术应用培训班3次,共培训182人。技术的创造性与先进性:提出绿色高性能预拌混凝土原材料应用新思路,探索出工业固体废弃物矿渣微粉和粉煤灰在混凝土生产中的双掺技术,掺入30~50%的工业废弃物粒化高炉矿渣微粉和粉煤灰替代30%水泥用量,减少水泥用量,提高质量,降低生产成本,节约能源,保护环境。充分利用高性能产品聚羧酸系缓凝高效减水剂特性,掺入胶凝材料1.5%~2.5%的用量,在水灰比不变的情况下,减少水泥用量,加大初始混凝土坍落度值,减小坍损,其经4小时混凝土坍落度保留值至少达160㎜,混凝土粘聚性、流动性、保水性等工作性能良好,混凝土初凝时间长达9小时,抗压强度比≥120%,满足了远距离工程长时间运输的施工质量要求。充分利用矿产资源丰富的石灰岩加工机制骨料,全部替代天然骨料(河砂、河卵石),大幅度降低企业的生产成本,有效节能资源,保护环境。通过混凝土多掺技术和混凝土配合比的优化技术,延长了混凝土初凝时间,且混凝土各项性能满足施工和质量要求,扩大混凝土的供应范围,由原来50km扩大到180km的远距离供应范围。课题的技术的推广与应用:进一步推广使用散装水泥和预拌商品混凝土,降低成本、提高工作效率、缩短工期、提高工程质量、节约能源,减少环境污染,保护环境。技术的成熟度、适用范围和安全性:技术成熟性:该课题集成应用的5项技术,均从由广西开发院创立的“行业调研+专家咨询+科技中介评价”的技术筛选模式,经广西科技厅组织混凝土行业专家评审筛选而来。另外,该课题技术已以本企业运用了多年,共生产混凝土128万立方米,产品大量应用于国家重点项目,市政、公路、桥梁、高层建筑等工程,广西建筑材料科学研究设计院、广西建筑科学研究设计院等科研单位多次莅临本企业调研,研究探讨绿色高性能混凝土骨料生产加工及应用技术,为制定广西地方标准提供了科学理论依据,多家广西商品混凝土企业如南宁大都、南宁嘉泰、广西华润、桂林鲁山、柳州展南和外省贵州、重庆、云南等地混凝土企业均来我企业考察、参观、学习,并邀请该公司技术人员上门作专门技术指导。由此证明该课题的技术成熟程度较高,且取得较好的成绩。技术的适应范围:该集成应用技术适用预拌混凝土生产企业的混凝土生产应用。技术的安全性:该课题技术在本企业运用了十几年,共生产混凝土128万立方米,产品大量应用于国家重点项目,市政、公路、桥梁、高层建筑等工程,证明技术是安全的。技术的应用情况及存在问题:技术的应用情况:工业废弃物掺合技术该技术应用后,节约水泥30%,且很大程度上减少了混凝土裂缝的产生,增加混凝土耐久性。高性能外加剂掺合技术该技术应用后,混凝土抗压强度比≥120%,对混凝土的流动性、粘聚性和保水性有了很大的改善。配合比优化技术该技术应用后,实现了预拌混凝土100%的使用矿产资源丰富石灰岩机制骨料,科学合理的设定各种原材料用量参数,充分发挥原材料最好的优势,使混凝土工作性能及其质量满足不同条件混凝土工程的使用要求,同时降低企业生产成本,提高混凝土质量,增加企业效益。超距超时混凝土运送技术该技术应用后,实现了混凝土运送距离达180km,章程运送时间长达4小时的实际应用工程中。废水废浆综合利用技术该技术应用后,在搅拌站形成整体污水排水系统,通过收集、沉淀、处理和利用,使站内废水、废浆利用率达98%。技术的实施,进一步改善搅拌站环境卫生,满足环保要求。技术存在的问题:影响工程混凝土质量因素很多,与原材料、配合比、输送条件、施工方式方法等均有很大关系。该项目在河池市预拌商品混凝土搅拌站的应用已经成熟,但因各地的原材料特性大不一样,材料之间的适应性非常敏感,因此,必须经过多次反复试验,才能获得绿色高性能预拌混凝土生产配合比,使绿色高性能预拌混凝土技术成果集成应用技术得以广泛推广使用。
[成果] 1800040089 广西
TU528.041 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:进入21世纪以来,中国进入了城镇化的快速发展阶段。随着原有建筑物的拆除和改造,建筑垃圾大量堆积,生态环境污染越来越严重。房屋、道路、桥梁等混凝土建筑物的拆除以及混凝土生产、施工等过程中产生的废弃混凝土,经过破碎、清洗、分级等一系列加工后,按比例配合,得到粒径在40mm以下的再生骨料,将所得的再生骨料代替部分或者全部天然骨料。这种技术既能解决废旧混凝土的处置问题,又能节省天然砂石,同时带来社会效益、经济效益和环保效益,是发展绿色混凝土、实现建筑资源环境可持续发展的重要手段。再生骨料与天然骨料相比,存在吸水率大,微细裂缝多,力学、耐久和粘结性能差等问题,极大地限制了其在混凝土工程中的应用。因此,研究一种同时具有较高性价比和优异性能的再生骨料的改性方法对于提高再生混凝土强度、推广再生混凝土的应用具有实际意义和价值。 主要研究成果如下:将再生骨料放入质量浓度5-8%的磷酸溶液浸泡15-24h,用水清洗再生骨料2-4遍,然后取与再生骨料重量比为0.2-0.6%的十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷,用有机溶剂将十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶解,得到十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液,然后用十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液充分湿润再生骨料,晾干后密封保存,即可得到改性再生骨料。 该发明改性方法的特点是改性效果好,成本低,环保。经过该发明方法处理过的再生骨料制备的改性再生骨料混凝土,与现有再生骨料混凝土相比,抗压强度、劈拉强度、抗渗性能、抗碳化性能及抗冻性能均有显著提高。
[成果] 1700441431 浙江
TU528.042.2 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:脂肪族类高效减水剂因其良好的水泥适应性及生产使用稳定性,在行业内越来越受到推广。脂肪族减水剂已广泛的应用于公路、铁路、商品房、管桩、方桩等工程建设及预制构建行业中,应用范围广泛,具有良好的应用前景。该公司生产的高减水型脂肪族减水剂充分利用了脂肪族产品的优点,进行工艺改进,扩大产品性能优势,使得产品具有更高的减水率,并且使用了部分生产废液,变废为宝。
[成果] 1700390010 青海
TU528.21 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:青海省科技厅高新技术研究与发展计划项目"青藏高原地区绿色高性能再生混凝土基础研究" (2013-G-209)属于混凝土结构材料领域。该项目研究了再生粗、细骨料对再生砂浆、再生混凝土的力学性能、耐久性能、变形性能及微观结构的影响规律,开发了利用矿物掺合料、骨料预裹浆及再生粗、细骨料混掺等方法制备绿色高性能再生混凝土的技术。项目成果可用于指导该省废弃混凝土的循环利用,提高该省建筑垃圾再生利用水平,由此将产生无可估量的经济、环境和社会效益。成果达到国内先进水平。
[成果] 1700530075 湖北
TU528.22 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:该研究属于冶金环保领域。课题开展前,传统泡沫混凝土的生产是以水泥为主要胶凝材料,存在强度偏低、收缩大、易开裂吸水等缺陷,从而限制了其规模化应用和产业化推广。同时,水泥属于高耗能产业,每生产1吨水泥分别消耗煤115kg和电108kW.h,还会产生大量烟尘,污染环境。因此,开发新型泡沫混凝土是中国建筑绿色节能的一项重要而紧迫的任务。地质聚合物泡沫混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料。它以钢渣为基体通过生物秸秆的改性研究,新型发泡混凝土装备的研发,从而提供一种原料便宜、生产方法简单、强度高的泡沫混凝土,可用以替代水泥。项目在地质聚合物制备、生物秸秆改性、装备研发等方面进行了重大科技创新:提出了新型钢渣基地质聚合物材料制备方法。以钢渣为原料,制备了高强地质聚合物水泥和地质聚合物材料,地质聚合物水泥的强度等级达到42.5标准,提高了胶凝材料的耐久性。发明了生物秸秆界面处置、改性技术。在常温下对生物秸秆进行脱色和界面处置,提高了掺秸秆纤维的增强效果。秸秆纤维砌体的保温隔热性能远远优于常用墙体,其保温性能是普通黏土砖墙体的近10倍,极大地促进了生物秸秆高效利用。研制出多功能轻质泡沫混凝土产品。研发出易能牌多功能轻质混凝土(MLC)节能技术产品,轻质混凝土干容重350-650kg/m<'3>,仅为普通混凝土密度的1/5-1/8,实现了墙体材料的轻质、保温、隔热、隔音、节能、环保。开发了配料、搅拌、施工一体化的新型泡沫混凝土集成装备。易能牌泡沫混凝土多功能生产装备具有占地小、重量轻、运输方便、节能降耗等优点。已广泛用于市政、桥梁、大型建筑等工程,实现了泡沫混凝土的规模化、工业化生产。该项目形成国家专利13项(授权9项),主编、参编《泡沫混凝土》(JG/T266-2011)、《屋面保温隔热用泡沫混凝土》(JG/T2125-2012)等2项行业标准,主编出版专著《钢渣处理及资源化利用技术》1部。该项目研究成果已在常州奥林匹克体育中心、中国人民解放军笫102医院、江苏三恒科技集团有限公司、陌湖名城、新城长岛等代表性工程中应用,产品使用面积已过700万m<'2>,取得了显著的经济、生态和社会效益。该项目实现了冶金固废的大规模利用,极大地消减了生物秸秆无组织焚烧所造成的雾霾污染;泡沫混凝土的产业化推广,提升了中国建筑绿色节能的科学技术水平。
[成果] 1800040079 广西
TU528.041 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:中国正处于新的战略发展机遇期,全国各地城市改造和建设工作开展的如火如荼,但从近几十年的发展经验来看,中国传统的经济发展模式是用高消耗、高污染来带动经济高增长,对资源的利用常常是粗放的和一次性的,导致了一系列已发和潜在的自然资源短缺与枯竭问题。解决废弃建筑垃圾的主要办法仍旧是填埋,这一办法不仅占用大量的土地,而且会造成严重环境污染并花费大量运输费用。为解决这些问题,混凝土的生产及施工技术必须走可持续发展的道路。 研究目的和意义:再生骨料混凝土(简称再生混凝土:Recycled aggregate concrete)是将废弃混凝土破碎加工作为骨料重新利用的新型绿色建筑材料,因此它具有绿色环保、节约能源等优势。再生混凝土与钢筋间微观性能与普通混凝土具有明显界面差异,这种界面差异是改变再生混凝土与普通混凝土间界面粘结力学差异的机理根源。粘结锚固性能是钢筋再生混凝土协同工作的基础,是工程中极为关心的关键技术问题。实际结构中,再生混凝土结构往往处于多轴应力或复杂应力状态下,因此研究钢筋再生混凝土结构在复杂应力状态下的粘结锚固性能、粘结滑移本构关系十分必要。 主要论点与论据:再生混凝土主要薄弱点发生在界面过渡区,裂缝首先发生在旧界面,继而出现在新界面,然后发展到旧砂浆,由新旧界面联合旧砂浆发展演变成贯通裂缝。在同强度条件下,再生混凝土试件的相对黏结强度随再生粗骨料取代率的变化不明显,配箍筋后其峰值滑移量随再生粗骨料取代率的增加呈增大趋势。设置箍筋能有效提高再生混凝土的黏结强度和与之相对应的峰值滑移量,但提高配箍率对两者影响有限。再生混凝土与钢筋间粘结位置函数与普通混凝土相似,粘结锚固位置函数基本在0.15-0.85La保持稳定,两端急剧变化,但相比普通骨料混凝土而言,再生骨料混凝土与钢筋粘结应力传递较快,粘结应力分布较均匀。针对再生混凝土与钢筋间粘结滑移位置函数特点,提出三折线粘结锚固位置函数模型。钢筋再生混凝土粘结-滑移曲线与锚固深度有关,采用位置函数与基本粘结-滑移曲线乘积的形式表达。当采用与普通混凝土同强度进行配合比设计时,建议再生混凝土锚固长度可直接按普通混凝土规范进行,而采用与普通混凝土同水灰比方法进行再生混凝土配置时,建议其锚固长度应在普通混凝土规范基础上提高10-15%。在单侧及双侧受压应力状态下,钢筋再生混凝土破坏形态逐渐从劈裂破坏过渡到劈裂-拔出破坏,随着侧压应力的增加,尤其是在二轴侧压应力状态下,钢筋再生混凝土裂缝逐渐出现横向裂缝。随着侧压应力增加,钢筋再生混凝土粘结强度及峰值滑移量不断增加,粘结-滑移曲线下降段不断变缓,残余变形不断增加。同强度设计情况下,钢筋再生混凝土在侧压应力状态极限粘结强度、峰值滑移量受再生粗骨料取代率影响较小,因此,从粘结角度考虑,再生粗骨料混凝土用于结构工程、尤其是多轴受力状态下是可行的。钢筋再生混凝土梁式试验粘结裂缝首要在梁底沿纵向钢筋发展,随着荷载增加,裂缝逐渐变宽,并沿垂直梁侧发展,当发展至纵向钢筋位置处后斜向发展,形成一条主要斜裂缝。梁式试验粘结强度整体小于简单拉拔试验,同水灰比设计情况下,随着再生骨料取代率的增加,钢筋再生混凝土梁极限粘结强度整体基本下降,再生混凝土梁自由端滑移值随取代率的变化规律不明显。和简单拉拔试块规律相同,再生混凝土梁式试验钢筋应变从自由端至加载端逐渐增长,钢筋再生混凝土粘结刚度在0.15-0.85倍粘结长度范围内逐渐降低,建立了弯剪应力状态下钢筋再生混凝土粘结滑移线性三折线位置函数模型。
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