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混凝土與水泥制品行業(yè)十三個(gè)重大創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)


1. 城市區(qū)域商品混凝土業(yè)態(tài)升級(jí)

  (1)工廠化材料制造。城區(qū)商品混凝土生產(chǎn)從最初的現(xiàn)場(chǎng)攪拌到集中攪拌再到工廠化生產(chǎn):封閉式廠房化,可以降噪、防塵、濕度控制;生產(chǎn)工業(yè)優(yōu)化,增加粉體材料預(yù)均化;生產(chǎn)智能化,更安全、節(jié)能、減排;管理信息化,生產(chǎn)管理過(guò)程的數(shù)字化、可視化。

  (2)綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。商品混凝土產(chǎn)業(yè)在消納建筑垃圾、工業(yè)固廢等發(fā)揮了巨大作用,轉(zhuǎn)型為綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。

  2. 骨料產(chǎn)業(yè)化,高技術(shù)化、功能化

  (1)骨料占了混凝土組成70%左右,是非常重要的結(jié)構(gòu)和功能組分,對(duì)微觀、細(xì)觀和宏觀性能影響很大;

  (2)微骨料、細(xì)骨料、粗骨料三個(gè)尺度層面的研究:包括容重、級(jí)配、粒形、強(qiáng)度、收縮、熱膨脹性、吸水性、化學(xué)活性等一系列物化性能和對(duì)混凝土性能影響的研究。充分發(fā)揮骨料對(duì)提高和改善混凝土性能、降低膠凝材料用量等方面的作用和功能;

  (3)高球形度粗、細(xì)骨料;

  (4)尾礦、固體廢渣、建筑垃圾制備再生骨料;

  (5)設(shè)計(jì)制備高強(qiáng)燒結(jié)輕骨料;

  (6)開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)與功能性一體化骨料,例如可含自養(yǎng)護(hù)水、裂縫愈合材料、防腐材料等的多孔微骨料。

  3. 混凝土耐久性提升將引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新

  (1)各種環(huán)境中的各種建筑物的設(shè)計(jì)壽命將逐步提高,這將提高對(duì)混凝土材料耐久性要求;

  (2)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)壽命要求將促進(jìn)混凝土表面防護(hù)材料和技術(shù)創(chuàng)新;

  (3)更高耐久性要求將對(duì)混凝土企業(yè)的技術(shù)水平形成新的挑戰(zhàn),例如,如果要求早期10-15年內(nèi)不能出任何耐久性問(wèn)題,否則賠償在服役壽命期內(nèi)的維護(hù)費(fèi)用;

  (4)混凝土質(zhì)量保險(xiǎn)的引入可能產(chǎn)生以耐久性要求為核心訴求的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)模式。

  4. 摻合料向性能調(diào)節(jié)功能組分材料發(fā)展,礦物粉體將形成一個(gè)重要功能材料產(chǎn)業(yè)。摻合料已經(jīng)不只是用來(lái)節(jié)省水泥,現(xiàn)在的研究方向更是在挖掘摻合料的潛在的功能。

  潛在膠凝性:礦渣、鋼渣;

  火山灰活性:硅灰、粉煤灰、火山灰質(zhì)材料、燒黏土、爐底渣等

  改善流動(dòng)性:粉煤灰、硅灰、石灰石粉;

  改善收縮性:硫鋁酸鈣+氧化鈣雙源膨脹劑;

  表面致密性:無(wú)機(jī)亞微米硅質(zhì)活性粉體(溶液);

  改善耐久性:抗裂性、微結(jié)構(gòu)致密性、耐腐蝕性。

  5. 高性能混凝土材料與技術(shù)

  (1)超高強(qiáng)超高泵送混凝土,中建西部建設(shè)和上海建工都創(chuàng)造了記錄,621米高層泵送C90混凝土;

  (2)高耐久性低強(qiáng)度混凝土,高性能混凝土不等于搞強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不一定非要高強(qiáng)度,但一定要高耐久性,比如對(duì)高抗?jié)B性提高后,抗碳化提高,對(duì)鋼筋的保護(hù)度提升;

  (3)海工混凝土,要耐海水拌制、耐海水腐蝕,并抗氯離子滲透;

  (4)低鈣水泥熟料

  6. 化學(xué)外加劑將更加精細(xì)和定制化

  (1) 特性聚羧酸系減水劑,按不同工作性要求進(jìn)行功能性定制;

  (2)多功能復(fù)合外加劑,按混凝土工作性、凝結(jié)和早期強(qiáng)度發(fā)展要求行功能性定制。

  7. 低鈣低熱水泥熟料

  (1)解決大體積混凝土低熱早強(qiáng)抗裂和長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)的要求;

  (2)解決水泥“高資耗、高能耗、高排放”問(wèn)題,綠色低碳發(fā)展;

  (3)高貝利特硅酸鹽水泥:低熱、低早強(qiáng),大體積混凝土的耐久性;

  (4)高貝利特-硫鋁酸鈣水泥,低熱、高早強(qiáng),通用混凝土。

  8.  水泥水化動(dòng)力學(xué)調(diào)控技術(shù)(非外加劑路線),實(shí)現(xiàn)混凝土的工作性、強(qiáng)度發(fā)展和耐久性的優(yōu)化協(xié)同設(shè)計(jì)

  (1)水化動(dòng)力學(xué)調(diào)控;

  (2)粉體表面改性;

  (3)水泥組分設(shè)計(jì);

  (4)水化放熱調(diào)控;

  (5)強(qiáng)度發(fā)展調(diào)控。

  9. 超高強(qiáng)水泥基材料

  (1)工作性設(shè)計(jì);

  (2)強(qiáng)度設(shè)計(jì);

  (3)膠凝材料活性組分設(shè)計(jì);

  (4)外加劑設(shè)計(jì);

  (5)纖維增強(qiáng)材料設(shè)計(jì);

  (6)應(yīng)用:超高強(qiáng)混凝土、預(yù)制工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件、外掛裝飾薄板、預(yù)制樁、各種溝槽槽蓋板…。

  10. 高性能通用型抗堿玻纖

  (1)中國(guó)特色:抗堿玻纖+低堿水泥“雙保險(xiǎn)”;

  (2)國(guó)際通用:普通水泥+高性能抗堿玻纖;

  (3)挑戰(zhàn):特種水泥的經(jīng)濟(jì)性、普通水泥+高抗堿玻纖的耐久性、我國(guó)“雙保險(xiǎn)”路線的耐久性;

  (4)仍需要時(shí)間和實(shí)踐!

  11. 輕骨料及輕骨料混凝土

  (1)高強(qiáng)輕骨料:筒壓強(qiáng)度大于10MPa(堆積容重 1000kg/m3);輕骨料高強(qiáng)混凝土(>60MPa);

  (2)超輕高強(qiáng)骨料:堆積容重小于200kg/m3,筒壓強(qiáng)度表征方法不合適;輕質(zhì)保溫結(jié)構(gòu)混凝土;

  (3)泵送輕骨料混凝土:目前國(guó)內(nèi)外LC40及以上強(qiáng)度等級(jí)輕集料混凝土泵送高度紀(jì)錄為約172m(美國(guó)南加州44層雙子樓)。2015年11月13日,中建商品混凝土在武漢中心大廈將LC40輕集料混凝土垂直泵送高度達(dá)到402m,刷新紀(jì)錄。

  12. 聚合物混凝土,目前這方面的創(chuàng)新發(fā)展還在停滯階段,但未來(lái)潛力巨大,從兩個(gè)方面進(jìn)行研究,一是聚合物浸漬,一是聚合物預(yù)混,但目前還沒(méi)有解決兩項(xiàng)相容性的問(wèn)題,突破時(shí)間不會(huì)太遠(yuǎn)。

  聚合物混凝土有高抗壓強(qiáng)度、高抗彎強(qiáng)度、高抗沖擊性、高抗腐蝕性、高抗?jié)B性的特色。

  13. 標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新將促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新

  (1)鼓勵(lì)社會(huì)團(tuán)體制定先進(jìn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn);

  (2) 政府推薦性標(biāo)準(zhǔn)將收縮至基礎(chǔ)性和公益性領(lǐng)域;

  (3)標(biāo)準(zhǔn)制定主體拓展到具有法人地位協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)、聯(lián)合會(huì)、技術(shù)/產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等;

  (4) 協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)具備條件后可以轉(zhuǎn)為政府標(biāo)準(zhǔn);

  (5) 鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)布先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),接受社會(huì)監(jiān)督;

  (6)《標(biāo)準(zhǔn)化法》(89年實(shí)施)正在修訂。