2024年11月2日，中國建筑材料聯(lián)合會(huì )、中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“協(xié)會(huì )”）受北京建筑大學(xué)、中鐵十一局集團有限公司、中鐵十一局集團橋梁有限公司、石家莊鐵道大學(xué)的委托，聯(lián)合組織召開(kāi)“無(wú)堿速凝劑與噴射混凝土的高性能化研究與應用”科技成果鑒定會(huì )。

鑒定會(huì )現場(chǎng)

本次成果鑒定委員會(huì )主任委員中國工程院院士暨南大學(xué)校長(cháng)邢鋒教授、副主任委員清華大學(xué)馮乃謙教授、中國建筑科學(xué)研究院有限公司副總工程師冷發(fā)光研究員、中國鐵道科學(xué)院集團有限公司李化建研究員、北京工業(yè)大學(xué)劉曉教授、北京交通大學(xué)朋改非教授、中國冶金建筑研究總院有限公司主任郝廷宇正高、中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司鄒文浩副研究員、北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司首席專(zhuān)家章銀祥正高等鑒定委員會(huì )專(zhuān)家審閱了鑒定資料，聽(tīng)取了項目組的工作報告、研究成果報告、項目應用考察報告，并對成果完成單位和考察報告內容進(jìn)行質(zhì)詢(xún)，最后討論形成了成果鑒定結論。

中國工程院院士、暨南大學(xué)校長(cháng)邢鋒教授主持鑒定工作

協(xié)會(huì )特別副會(huì )長(cháng)王肇嘉向出席本次會(huì )議的行業(yè)專(zhuān)家和代表表示熱烈的歡迎，和衷心的感謝。他表示，恰逢北京建筑大學(xué)土木學(xué)院建筑材料專(zhuān)業(yè)辦學(xué)20周年，中國建材聯(lián)合會(huì )和中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )聯(lián)合對“無(wú)堿速凝劑與噴射混凝土的高性能化研究與應用”科技成果展開(kāi)專(zhuān)業(yè)性、科學(xué)性、權威性的行業(yè)科技評價(jià)，對成果提出意見(jiàn)建議，必將有力推動(dòng)本項目成果在噴射混凝土及相關(guān)工程領(lǐng)域的應用，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的高質(zhì)量創(chuàng )新發(fā)展。王肇嘉希望各位專(zhuān)家充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢，秉持客觀(guān)、公正、嚴謹的態(tài)度，對項目成果進(jìn)行全面、深入的評價(jià)，提出寶貴意見(jiàn)和建議。

中國鐵建股份有限公司一級專(zhuān)家、中鐵十一局集團科技與數字化部部長(cháng)唐達昆對各位專(zhuān)家表示熱烈歡迎。唐達昆介紹，中鐵十一局集團成立于1948年，經(jīng)歷70多年發(fā)展，承建了多項國家重點(diǎn)工程。十一局高度重視科技創(chuàng )新工作，與北京建筑大學(xué)緊密合作，發(fā)揮企業(yè)與高校的產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢，在高原鐵路等項目開(kāi)展了無(wú)堿液體速凝劑與高性能?chē)娚浠炷恋膽?，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益與工程示范。

北京建筑大學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究院執行院長(cháng)周理安介紹，北京建筑大學(xué)材料工程系自2004年開(kāi)始招收無(wú)機非金屬材料工程（建筑材料）專(zhuān)業(yè)本科生，2019年調整本科生招生專(zhuān)業(yè)為土木工程（建筑材料方向），是國家級一流專(zhuān)業(yè)、教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)?！盁o(wú)堿速凝劑與噴射混凝土的高性能化研究與應用”由北京建筑大學(xué)建筑材料學(xué)科混凝土與外加劑李崇智、王林、王琴教授團隊牽頭，中鐵十一局，石家莊鐵道大學(xué)等單位參與，歷經(jīng)多年研究，是北京建筑大學(xué)建筑材料學(xué)科的一項重要科研成果。請各位專(zhuān)家多提寶貴意見(jiàn)，項目成果團隊將對標專(zhuān)家的意見(jiàn)和建議，再接再厲，力爭取得更高水平的科研成果。

領(lǐng)導致辭

北京建筑大學(xué)李崇智教授代表研發(fā)團隊匯報了本項目研究工作及科技成果。噴射混凝土作為一種采用射流成型的特種混凝土，其材料性能及工程應用問(wèn)題較多，主要體現在力學(xué)性能發(fā)展緩慢甚至倒縮、密實(shí)性差、施工回彈率高等方面，高性能化的程度目前遠遠不夠，噴射混凝土的高性能化是技術(shù)發(fā)展的方向。納米含硅和鋁材料對于噴射混凝土具有早強增強作用，同時(shí)不影響有利于后期強度發(fā)展且具有高耐久性；復合超細聚合物增粘材料（SAP）有利于降低噴射混凝土回彈率和抗裂性。本課題研究了噴射混凝土高性能化用的關(guān)鍵技術(shù)材料高性能無(wú)堿液體速凝劑和納米增粘增強材料，對提高我國隧道結構質(zhì)量和耐久性能具有極高工程應用價(jià)值和現實(shí)意義。其主要研究?jì)热菁俺晒缦拢?/span>

1.高性能無(wú)堿速凝劑的研制與性能試驗研究

速凝劑摻量對水泥初凝、終凝時(shí)間的影響

在研究高性能無(wú)堿速凝劑的研制過(guò)程中，采用自制納米晶核速凝早強材料Al-PCE和Si-PCE，充分發(fā)揮其晶核效應，促進(jìn)水泥快速水化，大幅縮短水泥水化誘導期，同時(shí)優(yōu)選硅酸鎂鋰穩定劑與氨基酸、氨基磺酸等作為pH調節劑和共同絡(luò )合懸浮劑，pH值為3.0～4.0，降低硫酸鋁含量，實(shí)現無(wú)堿、無(wú)氟、無(wú)氯，環(huán)保安全，提高了6~24小時(shí)強度與后期強度保留率等性能指標，解決了產(chǎn)品早強低、穩定性差的問(wèn)題。

噴射混凝土施工現場(chǎng)

2.復合納米增粘增強材料對噴射混凝土性能的影響

復合納米增強材料摻量對噴射混凝土抗壓、抗折強度的影響

分別研究了硫鋁酸鹽水泥、超細礦粉、硅灰、氣相二氧化硅以及納米二氧化硅懸浮液、粘度調節劑等增強對摻無(wú)堿液體速凝劑水泥凈漿、砂漿凝結時(shí)間、強度等的影響，進(jìn)一步研制了粉體與液體兩種狀態(tài)的納米復合增強材料。其中粉體納米增粘增強材料由硫鋁酸鹽水泥、S95礦粉、S140超細礦粉、硅灰、氣相二氧化硅和可再分散乳膠粉、粉體羧酸減水劑等按一定比例復合配制成，內摻膠凝材料的4-6%；液體納米增粘增強材料則以納米二氧化硅懸浮液、納米級三氧化二鋁、硫酸鋁、液體聚羧酸高性能減水劑、二乙醇單異丙醇胺、有機硅消泡劑、聚丙烯酰胺類(lèi)粘度調節劑等復配而成，摻量為膠凝材料的2-4%。將納米增強材料應用于噴射混凝土中，提高噴射混凝土早期8~24小時(shí)抗壓強度及粘結強度50%以上，回彈率可以降低到10%以下，降低噴射混凝土的收縮，具有非常好的抗滲抗裂作用。

現場(chǎng)應用試驗

3.無(wú)堿液體速凝劑與水泥基膠凝材料的作用機理研究

納米增粘增強材料的作用機理

利用XRF分析測定水泥礦物及增強材料的化學(xué)組成，利用XRD、TG及SEM等分析無(wú)堿液體速凝劑、納米增粘增強材料等對水泥水化產(chǎn)物及其微觀(guān)結構變化的影響，深入探討了有氟與無(wú)氟兩種無(wú)堿速凝劑、粉體與液體兩種納米增粘增強材料與水泥混凝土材料之間的相容性、其作用機理等，明確了其縮短凝結時(shí)間、提高早期小時(shí)強度和后期強度不倒縮、降低混凝土回彈率的原因，為滲水等特殊環(huán)境下噴射混凝土施工方法提供了可靠依據。

4.噴射混凝土的高性能化與高性能?chē)娚浠炷凉こ虘醚芯?/span>

采用無(wú)堿液體速凝劑和納米增粘增強材料，使噴射混凝土高性能化，摻速凝劑前混凝土的初始坍落度200mm左右，混凝土加速凝劑后容易噴射施工，在空氣中具有高粘性不分散、觸變性良好，PM2.5值大大降低，回彈率5%-10%，噴射混凝土的實(shí)際抗壓強度可達模筑混凝土抗壓強度的75%左右。因此，對于I~III級圍巖的初期支護，可以采用無(wú)堿無(wú)氯低氟的無(wú)堿液體速凝劑與粉體納米增粘增強材料即可獲得的C30左右高性能?chē)娚浠炷?，回彈率可降?%以下，降低工程施工的綜合經(jīng)濟成本；對于超大埋深富水地段、IV~VI級軟弱破碎圍巖、高地熱環(huán)境等地質(zhì)條件下，噴射混凝土施工作業(yè)難度極大，采用高性能無(wú)氯無(wú)氟無(wú)堿液體速凝劑、納米液體增粘增強材料，可以配制具有優(yōu)異觸變性的C60以上高性能?chē)娚浠炷?，保證混凝土回彈率下降至10%以下。

利用無(wú)堿液體速凝劑和納米增粘增強材料的致密填充作用，大幅度提高噴射混凝土的早期小時(shí)抗壓強度和粘結強度，保證噴射混凝土可噴性，提高混凝土強度，降低混凝土收縮，保證了混凝土結構的長(cháng)期耐久性。高性能?chē)娚浠炷聊軌蚝芎媒鉀QI~III級圍巖初期支護結構安全，以及超大埋深富水地段、IV~VI級圍巖、高地熱環(huán)境等嚴酷復雜環(huán)境下隧道圍巖支護施工難的問(wèn)題，對混凝土二次襯砌的復合結構有很好的保護作用。

高性能?chē)娚浠炷羾婂^后的初支狀態(tài)

鑒定委員會(huì )委員、中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司鄒文浩副研究員，在項目負責人李崇智、董鵬的陪同下，考考察了中鐵十一局集團橋梁有限公司西南建筑新材料分公司無(wú)堿液體速凝劑生產(chǎn)與應用項目，并匯報了本項目技術(shù)的應用情況。

自主研發(fā)高性能無(wú)堿液體速凝劑與納米增粘增強材料，研究其協(xié)同作用機理以及噴射混凝土高性能化應用技術(shù)。高性能無(wú)堿液體速凝劑無(wú)氟無(wú)氯解決了安全環(huán)保及24小時(shí)內強度發(fā)展慢與后期強度保留率不足、儲存穩定性等問(wèn)題，與納米增粘增強材料配合，使C30以上噴射混凝土高性能化，其早期8小時(shí)抗壓強度可以達到10MPa以上，回彈率10%以下，適合用于深水IV型圍巖初期支護，對改善噴射混凝土工程施工環(huán)境條件、提高噴射混凝土力學(xué)性能與耐久性等具有重大意義，已經(jīng)大量推廣應用于高原、高鐵工程。成果應用情況真實(shí)。

各位專(zhuān)家也分別在對項目進(jìn)行了質(zhì)詢(xún)后進(jìn)行了認真的討論，并形成了鑒定結論。

本次會(huì )審結束后，協(xié)會(huì )將對成果鑒定結果進(jìn)行公示，公示7天后，如無(wú)異議，將向成果完成單位頒發(fā)《科技成果鑒定書(shū)》。