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      2020混凝土科學技術獎
      【科技進步類】三等獎:水化熱抑制劑的研發與應用研究
      時間:2021-01-07    來源:中國混凝土與水泥制品協會    分享:
      本項目研發了一種水化熱抑制劑,這種新型混凝土外加劑可干預水泥水化放熱過程,降低混凝土溫度, 減小混凝土內外溫差,從而降低混凝土早期溫度裂縫出現概率。





      2021年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎已經啟動,歡迎業內企事業單位及從業人員,持續關注協會官方公眾號【混凝土科技獎】的相關信息。


      2020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

      獲獎項目展示





      2020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2020年6月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目61項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計39個項目獲獎,包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項,其中“科技進步類”13項、“基礎理論類”2項、“技術革新類”24項。



      三等獎項目:水化熱抑制劑的研發與應用研究



      主要完成單武漢三源特種建材有限責任公司



      主要完成人:劉虎、張盛林、陳作獾


      項目概況

      國內外學者對混凝土結構裂縫進行調查分析發現,混凝土結構中由非荷載引起的“非荷載裂縫”約占裂縫總數的80%,其中混凝土的收縮裂縫又在“非荷載裂縫”中占大部分。收縮裂縫主要是由于混凝土收縮變形受到約束引起的,溫度變化是導致混凝土收縮變形是其主要因素之一。

      水泥水化熱是混凝土早期溫度變化的主要原因?;炷恋膶崮芰艿?,混凝土早期水化放出的熱量聚集在混凝土內部不易散失。在升溫階段,1~2d內部溫度急劇升高,有時溫升高達50℃以上;在降溫階段,混凝土內部溫度降到環境溫度,產生較大的收縮應力。當收縮應力大于混凝土的抗拉強度時,混凝土表面會產生裂縫。為了保證混凝土工程的質量,除在施工時采取適當的降熱措施外,還須對所用水泥的水化熱進行調控。

      針對混凝土溫度裂縫問題以及降低水化溫升的工程需求,項目完成單位進行了水化熱抑制劑及相關產品技術的研發。本項目研發的水化熱抑制劑廣泛應用于混凝土結構,其抑制初始溫升的性能良好,在建筑行業領域有著良好的應用前景。該材料在水泥堿性溶液中不斷溶解-吸附于水泥顆粒表面,待水泥中C3A反應完成后,明顯抑制水泥顆粒中C3S的1~2d的水化速率,有效調控水泥加速期的水化歷程,避免了集中放熱,并降低早期放熱速率,從而降低混凝土內部溫升、內外溫差,防控混凝土早期溫度裂縫的產生,進而降低混凝土開裂風險。

      水泥7d水化熱曲線

      水化熱抑制劑對混凝土絕熱溫升的影響
      主要創新點

      1.開發了一種新型混凝土外加劑——水化熱抑制劑

      可有效降低混凝土內部溫升,減少混凝土早期溫度裂縫數量,提高混凝土中后期強度,起到良好的溫控抗裂效果。

      2.形成了水化熱抑制劑試配指南

      對工程應用數據進行總結,規范水化熱抑制劑的應用方式。

      3.發明了一種水泥砂漿水化熱溫升測量裝置

      該裝置包括溫度采集儀、保溫盒和測溫線,可以避免因小體積水泥砂漿熱量散失比較多溫升曲線不明顯,使得實驗數據差異性大的問題,利于試驗數據的分析。使用該裝置直接對水泥砂漿水化熱溫度進行測量,測試時間短,數據結論對混凝土試驗具有指導意義。裝置結構簡單,操作方便,對人力、原材料需求少,很適合試驗室試驗配方多、結果快速出具的需求。

      應用效果

      水化熱抑制劑應用于水泥混凝土中,可在不改變混凝土原材料及施工工藝的情況下,減小開裂幾率,延長工程服役壽命,是水泥混凝土行業可持續發展的重要技術路線,該產品的穩步發展有助于帶動工程科學技術領域、建筑材料行業、環境保護等的發展和進步。

      與傳統的有機類型外加劑相比,水化熱抑制劑是綠色環保型無機類產品,提升混凝土安全性能且無任何負面效應,可減低或消除建筑工程對周圍環境及生態系統的負面影響,適用于各類易出現溫度裂縫的結構,尤其適用于所處環境溫差大、腐蝕環境復雜,對混凝土抗裂要求嚴格的工程,應用前景廣闊。該產品已在我國電建、水利、交通、工民建、核電軍工等領域的多個工程進行應用,諸多工程應用表明,水化熱抑制劑能夠有效降低混凝土內部溫升,減少混凝土早期裂縫數量。

      某鐵路項目應用抑制劑前后裂縫圖(上2圖為空白組,下2圖為采用抑制劑組)

      鄂北水資源混凝土溫度曲線圖


      企業介紹

      武漢三源特種建材有限責任公司成立于2001年,是專業的混凝土工程裂縫控制及防水系統解決方案服務商。公司秉持“用心建筑美好生命”的使命,專注于改善混凝土性能、控制混凝土裂縫及防水問題。

      公司總部位于湖北省武漢市,在全國擁有多個生產基地,銷售及服務網絡遍布600多個城市。旗下擁有水化熱抑制劑、氧化鎂膨脹劑、速凝劑、減水劑、套筒灌漿料等多條產品線,公司產品是全國質量信得過產品、中國綠色建材產品,其品牌“錦源”為湖北省著名商標。公司是湖北省高新技術企業、湖北省企業技術中心,在混凝土外加劑領域擁有行業突出的科研實力,同時公司多次獲得湖北省納稅大戶、AAA+級質量信用企業等殊榮。

      公司產品廣泛應用于普通民建領域以及大型水利、核電、石油、鐵路、裝配式建筑等專屬領域的補償收縮混凝土工程、防水混凝土工程、超長結構混凝土工程、預應力混凝土工程、鋼管混凝土工程、高性能混凝土工程等。

      公司以“用心建筑美好生命”為使命,秉持以客戶價值為中心的核心價值觀,致力于創造客戶價值、社會價值和員工價值。

      武漢三源特種建材有限責任公司

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