建研院“环保速凝剂关键技术”达国际先进水平
近日,中国建筑材料流通协会组织专家组对北京建工建研院自主研发的“喷射混凝土用环保超早强液体速凝剂关键技术研发与应用”进行科技成果评价,专家组认为该成果总体达到国际先进水平,部分指标达到国际领先水平。
随着交通强国战略的实施,隧道工程的建设量逐年增加。喷射混凝土是隧道工程质量控制的关键,广泛应用于地铁、高速公路、高速铁路、大型水电站的隧道建设工程中。喷射混凝土无需使用模具,靠混凝土的快速凝固成型,通过压缩空气加速冲击密实。必须在混凝土中加入性能优异的速凝剂,才能让喷射混凝土凝得快、挂得住。
但目前市场上的液体无碱速凝剂普遍含有氯、氟等毒性与腐蚀性原料,危害环境及工作人员健康;快速凝结性能即“早强性”不能满足高寒高海拔地区铁路修建要求;且“回弹率”高,即混凝土喷到岩壁上流浆、脱落,浪费较大。
为此,北京市建筑工程研究院有限责任公司材料团队进行了“喷射混凝土用环保超早强液体速凝剂关键技术”的研发,在环保指数、稳定性、早强技术、低回弹、高耐久喷射混凝土应用方面取得了实质性成果。他们基于水泥基材料多源早强机理的协同技术,创建了无氯、无氟、无碱速凝剂的设计理论与制备方法。研究合成出一种“C-S-H晶种早强剂,”从分子层面设计了其对水泥水化产物的“编程”能力,实现喷射混凝土8小时抗压强度大于10 MPa,24小时强度大于20MPa的超早高强效果,且与不同品牌水泥适应性良好,满足国家铁路标准。
目前,该研究成果已经在处于大涌水、大变形、高海拔的中老昆万铁路、滇藏铁路和川藏铁路中等得到成功应用。经实践证实,使用此类新型速凝剂,可在不同隧道条件、不同受喷作业面条件下,不论环境干燥、渗水或富水,都能大幅降低水泥用量,将回弹率从20%左右降低至10%以下,同时有效提升喷射混凝土的早期强度及后期强度。此产品产值超过5亿元以上,新增利税8000万元。发表期刊论文20篇,SCI 11篇,已授权发明专利6项。