现代混凝土刚性自防水功能设计关键技术研究与应用

2022年度中国混凝土与水泥制品协会

混凝土科学技术奖?科技进步类

项目展示

       

2022年度中国混凝土与水泥制品协会混凝土科学技术奖工作于2022年5月启动，至2023年1月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目44项。经过专家评审委员会的初评及终评，共计36个项目获奖，包括一等奖1项、二等奖16项、三等奖19项，其中“科技进步类”22项、“技术革新类”14项。

       

三等奖项目

现代混凝土刚性自防水功能设计关键技术研究与应用              

         

主要完成单位： 中建西部建设西南有限公司

主要完成人： 张远、李晓欢、兰聪、张武宗、袁文韬、刘东、徐国栋、杨仕海、蒋选民

             

         

项目概况  

本项目属于建筑材料技术领域。混凝土工程结构渗漏问题是建筑行业的一大难题。当混凝土结构出现渗漏时，水及溶于水的有害物质进入混凝土内部，容易锈蚀混凝土内部钢筋，从而降低混凝土结构耐久性，缩短建筑物使用寿命。从混凝土低热胶凝材料、混凝土抗裂防渗性能提升技术、刚性自防水混凝土制备及混凝土施工-监控-养护措施优化等四个方面开展了系统的研究。

主要创新点  

               

1.低热胶凝体系设计及评价方法关键技术。

基于不同矿物掺合料的水化差异，通过微热量定量分析、微观及热重分析，探明了胶凝体系水化放热规律和水化产物差异，建立了不同胶凝体系水化历程模型。结合不同胶凝体系的强度差异，以胶凝材料水化热和强度为综合性能目标建立低热胶凝体系评价体系，并进行混凝土不同胶凝体系绝热温升对比研究，为低热低收缩混凝土研究提供胶凝体系选择依据。                                  

                     

                     

                     

胶凝体系水化模型

2.混凝土抗裂防渗性能综合提升关键技术研究。                  

开发了水化温升抑制剂，通过梯度释放实现混凝土不同阶段水化速率的精准调控，且对混凝土后期强度无负面影响。探明了膨胀剂和养护条件对微膨胀混凝土中膨胀剂效能发挥的影响，结合纤维和水分蒸发抑制剂，形成复合型混凝土抗裂技术，通过“包裹-溶解”、“填充-细化”和“反毛细管效应”，延缓水泥水化反应，建立内部微膨胀，同时降低混凝土表面水分蒸发速率，显著提升混凝土抗裂性能，达到自防水目的。                

                     

                     

水化升温抑制剂原理及对水泥水化热的影响                                  

3.刚性自防水混凝土配合比设计及制备应用关键技术。                  

优选低热胶凝体系，结合抗裂防渗性能综合提升技术，形成基于胶凝材料水化热、混凝土绝热温升和抗压强度三功能准则优化混凝土配合比，实现以混凝土温升和强度控制为目标的配合比优化设计，形成自防水混凝土配制关键技术。                

刚性自防水混凝土配制技术路线图                

               

           

科技成果及工程应用 

优选低热胶凝体系，基于胶凝材料水化热、混凝土绝热温升和抗压强度的三功能准则优化混凝土配合比，配制可满足不同结构部位要求、不同强度等级的混凝土，近三年，项目技术转化生产涵盖C30-C60强度等级的大体积混凝土，改善了混凝土抗裂性能，优化了成本与质量控制，成功用于成都京东方医院、成都地铁19号线二期等具有较高抗渗防裂要求的混凝土项目，保障了施工质量和进度，实现直接转化效益达7320余万元，经济效益显著。本项目获批3项国家发明专利，发表论文5篇。

工程应用：京东方医院直线加速机房钢筋分布及浇筑效果

工程应用：成都地铁19号线长顺村停车场侧墙钢筋分布及浇筑效果          

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