《凝灰岩制备混凝土和路基材料关键技术及应用》

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国内混凝土原材料消耗加速、用量加大、砂石资源呈现枯竭状态,同时导致污染物大量排放,生态环境受到严重破坏,逐渐成为制约预拌混凝土行业升级发展的重要因素。为响应绿色发展要求,促进混凝土行业可持续发展,研究开发新的非金属矿产资源代替相应的材料十分必要。中国凝灰岩资源储量丰富,将其开发成为建筑材料,取代部分水泥或粗细骨料,不仅可以体现凝灰岩资源的商业价值,还有利于非金属矿产资源的可持续发展与利用。该项目在凝灰岩开发利用过程形成了以下创新成果:

1、开发了一种凝灰岩石粉掺和料及机械喷射湿拌砂浆。通过粉煤灰砂浆及混凝土性能对比研究,研发了一种性能优异的凝灰岩石粉掺和料及喷射湿拌砂浆,实现了新材料在混凝土中的应用技术可行性,提高了新型矿产资源的综合利用率,研制了一种砂浆早期体积自收缩测试装置,提高了砂浆收缩测试精度。

2、开展了凝灰岩机制砂混凝土性能及施工工艺研究。系统研究了机制砂石粉含量、细度模数、颗粒级配、混合比例对混凝土性能影响,配套研制了具有高耐磨性能的制砂机,实现高效研磨制砂,研制了一种混凝土拌合物容重检测装置,降低了人为测试误差影响因素;形成了以凝灰岩机制砂混凝土配合比设计、中试、生产、运输与施工养护为一体的全套凝灰岩机制砂混凝土施工工艺。

3、开展了凝灰岩机制砂在道路基层中的应用性能研究。系统研究了水泥凝灰岩机制砂稳定类材料混合料击实性能、力学性能、耐久性性能,提出了凝灰岩机制砂在道路基层中的应用技术要求;并形成了水泥稳定级配碎石配合比设计、中试、生产、运输与施工养护为一体的全套水泥凝灰岩机制砂级配碎石施工工艺和应用指南。

4、开展了凝灰岩细集料在混凝土及路基中推广应用。配套研发了旋转式混凝土搅拌机、混凝土搅拌运输车、路面热处理施工设备等多种新型施工机具,有效提升了凝灰岩混凝土施工效率;全面开展了凝灰岩细集料在混凝土及路基中的应用推广,实现了新型凝灰岩材料的开发利用,提高了综合利用效率,推进了行业可持续发展。

该项目经由河南省科学技术信息研究院组织评价,专家一致认为该成果在凝灰岩制备砂浆和混凝土材料方面达到国际先进水平。获授权专利9项,其中发明专利2项;发表论文6篇,其中EI论文1篇、核心期刊论文2篇;形成凝灰岩矿物掺合料新产品1项;获批2项省部级工法;荣获中建七局科技进步奖一等奖。成功在海西商务大厦等项目应用20余万方凝灰岩机制砂混凝土;在汝州市国道207东移沙沟魏至虎头村段道路新建工程、马尾区沿山通道道路工程、省道S202连接线(海云路)道路工程等应用水泥稳定凝灰岩机制砂级配碎石,共实现新增利润4327万元,经济和社会效益显著。

成果说明

项目成果在海西商务大厦、万家广场、海峡文化艺术中心、信阳东方今典工程等项目应用20余万方凝灰岩机制砂混凝土,强度合格,混凝土各项性能指标均良好,满足实际施工性能要求,部分项目通过质量验收;水泥稳定凝灰岩机制砂级配碎石在汝州市国道207东移沙沟魏至虎头村段道路新建工程、马尾区沿山通道二期道路工程、省道S202连接线(海云路)道路工程、国省干线横五线(闽清境)梅溪渡口至云龙台鼎段公路工程等多个项目开展应用,混合材料的各项性能均能满足基层施工的各项要求,取得了良好的实施效果。

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