由陝西省混凝土行業(yè)協(xié)會專家委員會組織的“綠能珠在混凝土中的應(yīng)用技朮專題探討會”,于2023年10月10日在西安市未央?yún)^(qū)歐亞國際中心召開。

陜西省混凝土協(xié)會會長張蓓、技術(shù)專家張保、主任胡嵐，浙江中勁公司董事長李天君，陜西中石、高科新達(dá)、陜西明旭等攪拌站企業(yè)的技術(shù)代表陳峰、梁強(qiáng)強(qiáng)、劉晨、邰宏利、歸養(yǎng)軍參加了這次技術(shù)探討會。

西安交流會現(xiàn)場

會上首先由中勁公司李天君董事長介紹了“抗裂降碳新材料綠能珠及其在混凝土中的應(yīng)用技朮”的相關(guān)情況。

綠能珠是中勁公司聯(lián)合南京理工大學(xué)崔崇教授團(tuán)隊，在國家863科研成果基礎(chǔ)上，通過技術(shù)升級，研發(fā)的具有高強(qiáng)度、高耐久性的蒸壓硅酸鹽功能骨料，被周永祥博士研究團(tuán)隊定義為“未來混凝土的第七組分，開創(chuàng)了混凝土技術(shù)新體系。”

綠能珠以硅質(zhì)材料與鈣質(zhì)材料為主要原材料，摻加適量石膏等，經(jīng)過磨細(xì)、配料、成球、包殼、蒸壓水熱合成，形成以托貝莫來石、半結(jié)晶水化硅酸鈣為主要物相的蒸壓硅酸鹽功能骨料

綠能珠具有球形形狀, 在預(yù)拌混凝土中可以提高工作性能；綠能珠物相組成與水泥砂漿接近界面粘結(jié)強(qiáng)度高，提高混凝土的強(qiáng)度；綠能珠內(nèi)部具有微、納米尺度孔結(jié)構(gòu)吸水率大，新拌混凝土初凝后起到調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部濕度，降低混凝土早期自干燥收縮引起的開裂；吸水的綠能珠具有內(nèi)養(yǎng)護(hù)功能，促進(jìn)膠凝材料水化效率，提高混凝土的早期及后期強(qiáng)度，同時生成更致密的水化產(chǎn)物，提高了混凝土的抗裂性能、抗?jié)B性能、抗碳化性能等復(fù)合功效。

 

功能骨料綠能珠在混凝土中發(fā)揮功效的工作機(jī)理可以總結(jié)如下：

1、骨料強(qiáng)度高且性能穩(wěn)定

綠能珠的筒壓強(qiáng)度在8MPa以上，符合國家標(biāo)準(zhǔn)《輕集料及其試驗方法第1部分：輕集料》GB/T 17431.1-2010定義的“高強(qiáng)陶?！保?，蒸壓工藝使得骨料作為一種高溫養(yǎng)護(hù)的水泥制品，比通?，F(xiàn)澆混凝土中的水泥漿體更為穩(wěn)定。

2、對骨料體系級配與粒形的改善作用

綠能珠的粒徑范圍一般控制在2-10mm，摻量控制在結(jié)構(gòu)混凝土骨料總體積5％~15％為宜（干質(zhì)量約為60-180kg），等體積替代砂或石，可以有效改善骨料體系的級配與粒形，從而為混凝土的工作性改善與降低用水量創(chuàng)造了前提。

混凝土拌和物工作性對比（左圖：基準(zhǔn)混凝土；右圖：摻加功能骨料）

混凝土拌和物工作性對比（左圖：基準(zhǔn)混凝土；右圖：摻加功能骨料）

3、內(nèi)養(yǎng)護(hù)

功能骨料綠能珠具有巨大的內(nèi)比表面積，吸水率高（8%~20%），其吸水-蓄水-釋水性能好，在水泥混凝土水化硬化過程中，當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)部相對濕度降低時，預(yù)濕進(jìn)入骨料內(nèi)部的水分會從骨料內(nèi)部釋出，發(fā)揮良好的內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用。一方面促使水泥和輔助膠凝材料水化更充分，特別是在低水膠比情況尤其突出，從而提高了混凝土強(qiáng)度，另一方面，內(nèi)養(yǎng)護(hù)顯著減少了混凝土的自收縮，降低了混凝土開裂風(fēng)險。良好的內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用可以減少對外養(yǎng)護(hù)的依賴，對于干燥環(huán)境施工條件惡劣的工程以及鋼管混凝土具有特殊的作用。

上圖：功能骨料摻入對混凝土強(qiáng)度、彈模、自收縮的影響

4、界面效應(yīng)

綠能珠具有特殊的殼層結(jié)構(gòu)，其表面成分與水泥漿接近，界面的粘結(jié)性增強(qiáng)，進(jìn)而改善了砂漿與骨料間的過度區(qū)，提高了混凝土強(qiáng)度。

5、勻質(zhì)性

預(yù)濕后的綠能珠與砂漿密度相當(dāng)，在混凝土中能夠分布均勻，不容易發(fā)生漂浮，保證了混凝土的勻質(zhì)性。

 

圖： 蒸壓功能骨料制備普通混凝土的強(qiáng)度、自收縮、勻質(zhì)性和界面特征

綠能珠混凝土在攪拌站試驗及實際工程應(yīng)用中也表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，我們看下面數(shù)據(jù)：

工程應(yīng)用案例之一：低收縮公路高性能混凝土(甬舟高速：舟山收費站、瀝港收費站、蛟川收費站

上圖：舟山段攪拌單位：上海建工舟山攪拌站；寧波段攪拌單位：蛟川構(gòu)件有限公司。

工程應(yīng)用案例之二：寧波象山某科技有限公司項目結(jié)構(gòu)混凝土

澆筑部位1-7交A-G軸二層柱，二層結(jié)構(gòu)平面，設(shè)計強(qiáng)度等級為C30，混凝土總量約2000立方米。采用功能骨料（粒徑為5mm-10mm），預(yù)先飽水后摻入到混凝土中，與普通混凝土對比開裂明顯減少，具體配合比方案見下表:（kg/m3）

  

            預(yù)濕                                         樓頂澆筑                                    摻綠能珠的混凝土

會上，混凝土協(xié)會領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)內(nèi)專家和商混企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員對綠能珠在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了深入的探討和廣泛交流，與會人員對綠能珠混凝土的突出優(yōu)勢給予高度認(rèn)可。陜西省混凝土行業(yè)協(xié)會技術(shù)專家張保談到，綠能珠這個新材料做為混凝土的新組分，必將帶動混凝土產(chǎn)業(yè)的加速升級。企業(yè)要在產(chǎn)品的技術(shù)效益，經(jīng)濟(jì)效益，社會效益方面更深的拓展挖掘，同時做好新產(chǎn)品使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、使用標(biāo)準(zhǔn)的制定和推進(jìn)，加快做好混凝土攪拌站對新產(chǎn)品綠能珠混凝土的試驗速度及推廣使用，加速新產(chǎn)品的市場應(yīng)用造福社會。與會的幾家混凝土企業(yè)也將在會后展開低碳抗裂綠能珠混凝土的應(yīng)用試驗工作。

混凝土實驗測試

綠能珠材料未來在混凝土中的廣泛應(yīng)用，將帶來多方面的價值體現(xiàn)：對攪拌站來說，混凝土質(zhì)量和性能的大幅提升將增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力。綠能珠混凝土顯著的降本優(yōu)勢將極大提升企業(yè)的盈利能力，使利潤更豐厚；對施工單位來說，綠能珠混凝土使施工更輕松、養(yǎng)護(hù)更簡單；對各地政府來說，綠能珠以大宗固廢為原料，解決了固廢堆積污染環(huán)境之痛，助力政府減碳目標(biāo)實現(xiàn)，全面推廣綠能珠生產(chǎn)技術(shù)和綠能珠混凝土的使用，還可成為固廢高值利用及綠色低碳建材推廣的標(biāo)桿模范城市。

對人民來說，綠能珠低碳抗裂混凝土的使用，可以降低建筑物開裂、抗?jié)B、抗漏，滿足人民對更高質(zhì)量的居住需要。

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