【技術(shù)革新類(lèi)】一等獎:超大尺寸混凝土構件離心制造成套技術(shù)與應用
2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )混凝土科學(xué)技術(shù)獎已經(jīng)啟動(dòng),歡迎業(yè)內企事業(yè)單位及從業(yè)人員,持續關(guān)注協(xié)會(huì )官方公眾號【混凝土科技獎】的相關(guān)信息。
2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )
混凝土科學(xué)技術(shù)獎?技術(shù)革新類(lèi)
獲獎項目展示
2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )混凝土科學(xué)技術(shù)獎工作于2020年6月啟動(dòng),至12月圓滿(mǎn)完成。報名期間共收到有效申報項目61項。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評審委員會(huì )的初評及終評,共計39個(gè)項目獲獎,包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項,其中“科技進(jìn)步類(lèi)”13項、“基礎理論類(lèi)”2項、“技術(shù)革新類(lèi)”24項。
一等獎項目:超大尺寸混凝土構件離心制造成套技術(shù)與應用
隨著(zhù)國家產(chǎn)業(yè)升級與國際戰略關(guān)系的調整,基礎建設往深海、高速、資源節約等方向發(fā)展,通過(guò)新技術(shù)突破現有工藝制約,使各項材料性能得到高價(jià)值開(kāi)發(fā)應用,同時(shí)滿(mǎn)足智能制造、智能建造技術(shù)的發(fā)展需要,混凝土預制構件的制備、應用等系統技術(shù)革新已成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節。
傳統的現澆工藝,存在質(zhì)量控制難度大、施工周期長(cháng)、環(huán)境污染、施工環(huán)境受限等一系列問(wèn)題,同時(shí)混凝土構件超大尺寸化帶來(lái)的能源資源消耗加劇、生產(chǎn)效率慢、性能發(fā)揮低、現場(chǎng)安裝難度大、經(jīng)濟效益差等問(wèn)題,極大制約了建筑工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程乃至影響基礎設施建設發(fā)展。超大尺寸離心混凝土構件成為海洋工程、軌道交通、水利港口、大型綜合體等土木工程建造的核心要素。
本項目通過(guò)高性能混凝土系列技術(shù)、超大尺寸雙層鋼筋骨架自動(dòng)化一體成籠技術(shù)、超大尺寸高速離心成型精細化控制、超大尺寸構件抗裂早強快速養護系統、余漿廢液再循環(huán)利用等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),突破了超大尺寸混凝土構件生產(chǎn)技術(shù)瓶頸,同時(shí)開(kāi)發(fā)了超大直徑管樁、大尺寸離心預制墩柱、大長(cháng)寬比離心構件三大類(lèi)預制構件產(chǎn)品,并成功應用于港珠澳大橋、上海虹橋樞紐、和若高鐵、錢(qián)塘江堤岸治理等重大工程建設。
具體研發(fā)技術(shù)路線(xiàn)如下圖。
1.研發(fā)并形成超大尺寸離心構件高性能混凝土系列技術(shù)。通過(guò)礦物摻合料與化學(xué)外加劑的協(xié)同作用、功效關(guān)系、組分設計、粒型與級配、輔助納米改性等,實(shí)現了大流態(tài)高粘聚、超早強、高抗裂、高耐久的協(xié)同提升,形成高性能混凝土及配套生產(chǎn)工藝集成技術(shù),解決了超大尺寸、超壁厚離心構件成形難、離心成型易分層、均勻性差、材料性能發(fā)揮低等問(wèn)題,為超大尺寸離心成型制備奠定了基礎。
2.研究形成超大尺寸雙層鋼筋骨架自動(dòng)化一體成籠技術(shù)。通過(guò)激光自動(dòng)測距、CCD視覺(jué)感應系統、自動(dòng)穿筋與建立定位保持系統,保證了鋼筋骨架成型的高精度技術(shù)要求,解決了勞動(dòng)強度大等問(wèn)題,內外主筋實(shí)現自動(dòng)化預定位系統,保證主筋定位準確、混凝土保護層厚度控制更精確,解決了布料、離心時(shí)鋼筋定位偏移等核心難題。
大直徑管樁鋼筋籠成型效果
3.研發(fā)并實(shí)現了超大尺寸高速離心成型控制成套技術(shù)?;陧帕狭髯儗W(xué)特征及其經(jīng)時(shí)變化規律、鋼筋骨架構造形式、構件尺寸及形狀,提出了啟動(dòng)時(shí)間、最佳離心時(shí)速比的計算方法,并成功應用于超大尺寸混凝土構件離心制備厚壁精細化控制;綜合考慮構件形式、砼料容重、模具構造等目標,通過(guò)三者協(xié)同開(kāi)發(fā)了自平衡異型構件的離心技術(shù),實(shí)現了大長(cháng)寬比(長(cháng)寬比≥2)非對稱(chēng)離心構件的高效、快速、穩定生產(chǎn);綜合集成上述技術(shù),已實(shí)現直徑1600mm、壁厚400mm以上超大尺寸離心裝配式構件的生產(chǎn),成功應用于重大工程建設。
4.研發(fā)并建立了超大尺寸、厚壁、非對稱(chēng)等構件的抗裂早強快速養護系統。通過(guò)開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)智能溫濕度控制系統、自感知霧化系統,充分利用環(huán)境溫濕度場(chǎng)動(dòng)態(tài)調控水化進(jìn)程;基于構件尺寸及形狀、混凝土原材料構成及性能特征,研究并提出早期收縮、開(kāi)裂的預警機制;形成了離心成型超大尺寸混凝土構件超早強、高抗裂成套養護技術(shù)。
5.開(kāi)發(fā)了離心余漿廢液的自動(dòng)回收、均化裝置與循環(huán)再利用成套技術(shù),基本實(shí)現了余漿零排放。達到節能、減排、減少CO2排放的目的。
本項目成果實(shí)現了超大尺寸混凝土離心構件自動(dòng)化、高效率、工業(yè)化生產(chǎn),形成裝置、裝備、模具、布料、離心、養護等成套技術(shù),提高了構件混凝土耐久性、改善了大體積混凝土構件易開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題,進(jìn)行了構件的批量生產(chǎn)和大規模工程應用。
本項目技術(shù)形成的超大大直徑管樁應用較廣,在鹽城響水港區高樁碼頭、蒙華鐵路、新疆和若線(xiàn)等多項重要工程中得到應用,效果良好;預制離心橋墩在安徽濟祁、合安高速、305省道等項目上得到了大量應用,具有質(zhì)量可靠、節約材料、施工便捷、效果良好的優(yōu)點(diǎn),取得了良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益,得到客戶(hù)的認可;離心板樁的應用也在逐步拓展中,獨流減河防潮閘防沖項目、杭州TAD離心板樁項目、上海三星鎮橫河項目均有應用,并結合TRD工法,形成了一種新型預制裝配式地連墻技術(shù),具有創(chuàng )新性和實(shí)用性。
建華建材集團,混凝土制品與技術(shù)綜合服務(wù)商,國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地,創(chuàng )建于1992年,其前身是建華管樁集團。
建華建材“讓建筑更安全”為使命,堅持“走正道、負責任、心中有別人”的企業(yè)文化,遵循“以人為本,無(wú)為而治”的管理理念,堅守“用戶(hù)第一,信譽(yù)至上”的企業(yè)宗旨,弘揚“求實(shí)、務(wù)實(shí),提高辦事效率,參與市場(chǎng)競爭”的企業(yè)精神。建立基于建筑工程項目的生態(tài)圈,為社會(huì )提供低碳環(huán)保、可持續發(fā)展的技術(shù)成果。
做為高新技術(shù)企業(yè)的建華建材一直堅持強化科技創(chuàng )新環(huán)境建設。擁有國家企業(yè)技術(shù)中心、交通運輸部行業(yè)研發(fā)中心、高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室—預制樁研究中心、工程建設預制混凝土技術(shù)創(chuàng )新中心、博士后創(chuàng )新實(shí)踐基地、企業(yè)院士工作站等多個(gè)技術(shù)創(chuàng )新平臺。2013年起,在國家獎勵辦批準下,設立了“建華工程獎”,由34位院士和14位行業(yè)專(zhuān)家組成獎勵委員會(huì ),旨在貫徹國家科技創(chuàng )新戰略,推動(dòng)中國混凝土預制技術(shù)研究與應用創(chuàng )新。
建華建材產(chǎn)品創(chuàng )新
經(jīng)過(guò)二十余年發(fā)展,不斷地進(jìn)行技術(shù)改造、革新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴大市場(chǎng)份額,逐步形成規?;?jīng)營(yíng),目前,建華建材產(chǎn)銷(xiāo)量在中國市場(chǎng)占有率達30%以上,為向客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的混凝土預制構件產(chǎn)品和技術(shù)解決方案。提供從地下基礎工程到上部結構工程的全流程產(chǎn)品,如管樁、方樁、鋼管混凝土樁、異型樁等樁基礎產(chǎn)品,箱涵、管廊、頂管等管道產(chǎn)品,梁、板、柱、架、樓梯等混凝土PC部件,以及圍欄、花架、桌椅、臺面等各類(lèi)混凝土裝飾構件,產(chǎn)品廣泛應用于民用建筑、工業(yè)廠(chǎng)房、鐵路、機場(chǎng)、公路、水利、市政、電力通訊、裝飾裝修等各類(lèi)工程領(lǐng)域,并提供勘察設計、產(chǎn)品供應、施工管理、方案優(yōu)化、工程應用咨詢(xún)等系列標準化服務(wù)和定制服務(wù)。
截止到2020年12月,建華建材集團在國內18個(gè)省、2個(gè)直轄市和2個(gè)自治區成立并投產(chǎn)了60多處生產(chǎn)基地。緊緊抓住“長(cháng)三角”、“珠三角”、“環(huán)渤海灣”三大區域經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn),在全國設有近300個(gè)銷(xiāo)售服務(wù)網(wǎng)點(diǎn),覆蓋全國大部分區域。在加大全國布點(diǎn),搶占市場(chǎng)制高點(diǎn)的同時(shí),建華建材積極探索國外市場(chǎng),并于2012年在越南成立首家海外生產(chǎn)基地,闊步走向世界。為更大程度地滿(mǎn)足海外市場(chǎng)需求,2018年1月集團在越南成立第二家海外生產(chǎn)基地,目前,建華建材通過(guò)沿海沿江生產(chǎn)基地自建碼頭,產(chǎn)品銷(xiāo)售可覆蓋東南亞及周邊各國。
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