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2022混凝土科學技術獎
【科技進步類】三等獎:城市道橋用抗擾動水泥基材料制備及應用關鍵技術研究與示范
時間:2023-09-15    來源:CCPA科技工作部    分享:
本項目通過試驗分析車橋耦合擾動對混凝土有何影響,并對抗擾動混凝土抗擾動能力進行分析研究,并研究抗擾動混凝土受損傷后在自然養護狀態下的自愈合能力。


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。


三等獎項目

城市道橋用抗擾動水泥基材料制備及應用關鍵技術研究與示范


主要完成單位:北京市高強混凝土有限責任公司

主要完成人:文俊強、田景松、龐永龍、張碩、魏宇、劉奎啟、王波、孫義、張子翕、楊榮俊


項目概況  

在城市主干道橋梁修復及拓寬施工中,交通壓力越來越大,為了減少施工對交通的影響,不斷路施工已經成為強制要求,由此帶來在橋面維修改造中出現行車激發擾動帶來混凝土開裂的新問題。

本項目通過試驗分析車橋耦合擾動對混凝土有何影響,并對抗擾動混凝土抗擾動能力進行分析研究,并研究抗擾動混凝土受損傷后在自然養護狀態下的自愈合能力。

主要研究內容有以下幾個方面:
(1)通過實地跟蹤檢測,確定車橋耦合擾動的擾動頻率及擾動振幅等參數,為實驗室模擬提供依據。
(2)以硫鋁酸鹽水泥混凝土為研究對象,在實地檢測的擾動參數范圍內,研究了不同擾動程度,不同擾動階段對混凝土抗壓、抗折強度的影響;通過電通量變化、動彈模量變化、孔結構變化實驗研究擾動對混凝土微觀結構的影響。
(3)以硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料,以ECC材料為設計理念,研究并制備CSA-ECC抗擾動混凝土,通過受擾后材料力學性能變化、內部結構是否穩定、擾動后是否開裂等角度評價其抗擾動能力。
(4)通過研究了不同擾動程度對混凝土的影響,制定一套擾動分級評價指標,根據不同擾動級別可制備不同抗擾動等級的混凝土。
(5)通過力學性能恢復、動彈模量恢復及追蹤裂縫修復情況等方法,研究了CSA-ECC材料發生開裂現象后的自愈合能力。
本項目采取試驗研究和工程應用研究相結合的方法,具體實施技術路線如圖所示。

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主要創新點  

借鑒工程水泥基材料(ECC)的思路,利用硫鋁酸鹽水泥復合高彈高模纖維配制早強快硬高韌性混凝土,在保證混凝土快硬早強的同時,賦予材料較高的韌性。新型抗擾動混凝土采用預拌方式,實現大方量地應用。
課題組采取了現場檢測、室內模擬、實際工程應用結合的研發方法,針對城市橋梁的抗擾動水泥基材料進行了系統研究,取得主要成果如下:
(1)掌握了北京市主要類型橋梁的振動特性及擾動規律;
(2)發明了抗擾動混凝土模擬試驗裝置,得出了擾動對混凝土性能的影響規律;
(3)提出了控制混凝土初終凝時間及提高韌性的關鍵技術路線,研發了新型快硬早強、高韌性、具備一定自愈合能力的抗擾動混凝土;
(4)針對橋梁擾動特性,提出了擾動分級評價方法、技術指標,編制了應用技術規程。

應用效果  

項目所在清河火車站,匝道工程濕接縫部位共計六聯加寬橋,加寬橋梁橋型為預應力混凝土現澆箱梁,濕接處混凝土為C50強韌性聚丙烯纖維抗擾動混凝土,濕接段寬度為60cm寬,厚度為36cm,六聯橋合計濕接長度為604m,混凝土量合計約為380m3,銷售單價3850元/m3,實現產值近150萬元。

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北京清河火車站匝道橋工程左右滑動查看更多)



企業介紹  

北京市高強混凝土有限責任公司成立于1987年7月,注冊資本金6550萬元,現隸屬于北京建工集團有限責任公司,是專門從事商品混凝土開發、生產和銷售的專業混凝土公司。2017年獲得北京市高新技術企業認證,2021年獲中關村高新技術企業認證,2022年被認定為北京市知識產權試點單位,2022年通過北京市企業技術中心認定。

高強公司資產總額超12億元,具備400萬立方米混凝土年生產能力。2022年實現產量309萬方,營業收入13.84億元。配備有12套攪拌機組,41輛罐車,6臺泵車,資本實力雄厚。旗下擁有5個直屬攪拌站和1個全資子公司,京內場站已全部成為北京市綠色生產達標站,供應范圍覆蓋六環路內整個市區,是北京市混凝土行業的龍頭企業,是軌道交通工程建設預拌混凝土先進單位。
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