超高性能混凝土UHPC本土化制备关键技术研究及应用示范.docx

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1、超高性能混凝土(UHPC)本土化制备关键技术研究及应用示范二、项目研究内容与目标2.1研究目标围绕UHPC桥梁应用技术和产业化推广存在的问题，基于广西地区丰富的石灰岩矿石与工业固废资源的客观条件，通过技术攻关，采用理论分析、性能试验及工艺研究等手段，系统研究利用广西丰富工业废渣和矿石资源，开发超细高活性矿物掺合料成套技术、UHPC专用高品质机制砂成套技术、UHPC专用降粘型高效减水剂工业化制备技术、根据桥梁应用需求开发系列功能型UHPC产品，通过一定规模的桥梁应用示范和预制构件应用，形成UHPC应用成套技术和标准。同时构建UHPC原材料产业基础培育广西特色的UHPC产业，促使我区桥梁建设和工程

2、材料产业升级。2.2研究的主要内容本项目围绕经济型UHPC制备及产业化应用这一核心,开展研究工作重点研究开发UHPC专用固废基超细高活性掺合料、专用高品质机制砂专用降粘型减水剂以及经济型UHPC配制技术,并实现产业化和工程应用。根据研究内容拟定了四个方面的具体课题，对每个课题的研究任务和责任主体进行了明确，如下：课题一:典型工业固废制备高活性超细粉关键技术自主开发超细粉磨核心装备和分散助磨激发剂,通过系统改造升级实现超细粉工业化生产，采用粉煤灰原灰、钢渣、矿渣、水淬锦渣等制备高活性超细粉。研究不同材料配比、添加剂组成和掺量、粉磨时间、选粉工艺等对超细矿物掺合料颗粒级配、形貌、活性和需水特性的影

3、响，得出不同废渣组成体系配料方案和粉磨选粉工艺;探索不同废渣体系物理-化学协同作用活化机制,研究测试不同超细粉掺合料的物理特性和水化微结构形成与演变规律，揭示其微观作用机理。课题二:UHPC专用精品机制砂关键制备技术基于广西丰富的石灰岩资源，制备级配和粒型可调的高品质UHPC专用机制砂。通过样本物理及化学性能分析试验，筛选出适合UHPC专用精品机制砂制备的石料资源;采用高效的冲击式破碎与智能调节式空气筛等先进制砂工艺,研究不同破碎和筛分工艺对不同原料所制备的机制砂颗粒级配、石粉含量、针片状含量的影响;通过石打石”的高效制砂整形工艺，去除机制砂表面棱角提高颗粒的球形度;研究筛分机制砂尾料制备超细

4、石粉掺合料工艺，最终形成一体化制砂及尾料资源化成套技术，实现UHPC专用机制砂和石粉产业化生产。课题三：UHPC专用降粘型外加剂关键制备技术针对UHPC超低水胶比特点和拌合物高粘度问题，结合高分子构效关系理论，高分子合成设计理论以及外加剂的作用机理，开发UHPC专用降粘型外加剂。采用疏水改性烯丙基聚乙二醇SAPEG和超高分子量聚避HPEG作为大单体，在分子结构中引入疏水改性短聚雁侧链和醋基、酷胺基等功能性基团，通过调控各类单体、引发剂、链转移剂和反应条件，进行水溶液自由基共聚反应试验,通过正交试验优化设计出具有明显降粘作用的UHPC专用外加剂;通过化学分析、红外光谱分析、气相色谱分析、GPC分

5、析、水泥净浆试验、混凝土试验等手段，对该外加剂进行结构与性能测试;结合工艺试验研究形成UHPC专用降粘型外加剂成套制备技术并实现产业化生产课题四:基于桥梁建设需求的UHPC开发与应用示范基于紧密堆积理论对专用机制砂和超细粉进行协同密实设计,根据水化产物形成和微结构的演变规律对胶凝材料组成进行优化,结合专用降粘减水剂和纤维增韧技术调配出适用于桥梁应用需求的高强、高韧、高耐久的经济型UHPC;系统研究经济型UHPC的制备工艺及施工技术，并提出成套产业化和应用技术指南，建立经济型UHPC示范生产线并实现广西区桥梁重点工程应用示范2-3项。2.3研究方法针对典型工业固废超细粉体关键制备技术，设计优化磨

6、机内部结构研磨体配置和选粉系统，通过改造形成高效超细粉磨技术；进一步利用优先吸附和静电斥力作用机理,针对不同工业废渣研制适应性好的超分散助磨激发剂;基于以上技术采用粉煤灰原灰、钢渣、矿渣、水淬锦渣等制备超细粉体,通过紧密堆积理论设计调控超细粉颗粒级配,制备出颗粒级配形貌、活性指数和需水量均满足UHPC制备要求的超细粉体。针对品质可控智能制砂成套设备研制，通过优化破碎机腔体设计和转子结构，开发全自动自适应给料-排料系统和筛分装置，提高机制砂制备效率和细粉的选出能力，采用制砂“石打石”技术提高颗粒球形度，通过在线监测和智能调控实现级配和形貌可控制的制砂目标。针对UHPC专用降粘型外加剂关键制备技术，结合高分子“构效”关系理论，采用兼具超高分散性、降粘性的聚触与功能型单体进行水溶液自由基共聚,提高减水剂分子空间位阻效应和疏水改性降粘作用,研究引入不同单体和侧链结构对外加剂性能的影响，通过生产工艺改进得出降粘型UHPC专用外加剂制备技术。针对UHPC系列化产品开发，基于紧密堆积理论对集料和胶凝材料体系进行设计，通过正交试验系统研究胶凝材料组成、胶砂比、纤维种类、纤维掺量与复掺对UHPC工作性能、力学性能、收缩性能和耐久性的影响:通过XRD和SEM等微观分析研究水化进程、产物组成和微结构演变等作用机理：针对不同桥梁结构和不同使用部位，开发出桥梁应用型UHPC产品。2.4技术路线