高寒特种水泥创新项目.docx
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高寒特种水泥创新项目.docx
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高寒特种水泥创新项目
科技创新项目申请表
项目名称:
高寒特种水泥的应用
申报单位:
建筑公司
项目组长:
孟立杰
申报单位、个人(签章)
项目申报日期:
2009年2月1日
河北省电力建设第一工程公司
科技创新领导小组制
科技成果
中文名称
高寒特种水泥应用
研究起始时间
2009年2月1日
研究终止时间
2009年5月1日
申请单位
单位名称
河北省电力建设第一工程公司
联系人
孟立杰
邮政编码
050000
通信地址
石家庄市平山县河北电建一公司建筑公司
任务来源
(2)
1-省公司计划2-公司计划3-计划外
成果有无密级
(1)
0-无1-有
密级
()
1-秘密2-机密3-绝密
项目在我公司的需求分析、意义和必要性
目前我公司施工地点在北方高原、高寒有白城、京泰、布连、红沿河、宣化、霍林河以及若干风电项目。
在此类地区施工特点是工期与内地略长,施工紧张,冬季施工周期长,混凝土养护时间长,工期压力较大,12月、11月、2月、3月份抢工期任务较重,受混凝土强度制约性大。
尤其在小体积混凝土施工危险系数增大。
因此发展高寒地区特种水泥(硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥)很有必要,在推动工期建设,尤为重要。
在低温条件硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥有成功施工在-20摄氏度先例.这种快硬特种水泥广泛应用北方高寒地区,例如某厂生产的42.5级特种水泥有以下特点①早强、高强:
②高抗冻性:
在0~10℃低正温使用,早期强度是波特兰水泥的5~6倍;在0~-20℃加少量外加剂,3~7天强度可达到设计标号的70~80%,冻融循环300次,强度损失不明显;③高抗渗性:
水泥石结构致密,混凝土抗渗性能是同标号硅酸盐水泥的2~3倍;④抗碳化性能好,干缩率低;⑤抗腐蚀性能好,尤其是抗海水腐蚀性能优于高抗硫波特兰水泥,抗腐蚀系数大于1。
特种水泥比普通水泥造价每吨高出30%,但掺量比普通水泥少,在性价比对比中,提前工期有一定优势,可以在北方高寒地区冬季施工进行推广,提高我公司竞争优势,制造我公司“拳头”混凝土产品。
相关单位的研究现状及发展趋势
硫铝酸盐水泥混凝土与普通水泥混凝土性能的对比
∙ 为了了解硫铝酸盐水泥混凝土的早强和抗冻特性,做到心中有数,确保工程质量,某厂选用一特种水泥厂生产的525#硫铝酸盐水泥和一水泥厂生产的525#普通硅酸盐水泥,分别配制C45混凝土,在同坍落度和条件下养护,进行混凝土强度和抗冻性能的对比试验。
∙1、强度对比试验(见表1) 表1
∙
∙注:
1、养护条件为室内标养
∙ 2、UNF—5为高效减水剂
∙ 3、ZB—5为硫铝酸盐泵送混凝土专用外加剂
∙ 从表1可以看出在水泥用量基本相同的条件下,硫铝酸盐水泥混凝土早期强度发展比普通水泥混凝土快得多,1天可达设计强度的88%,3天可达设计强度的113%。
也就是说硫铝酸盐水泥混凝土浇注一天后,即可进行下道工序施工,三天后即可拆模,这为加快工程进度提供了有力的保证。
∙2、抗冻性对比试验(见表2)
∙
注:
1、养护条件为室外受冻,不加任何覆盖物,最高气温为3℃,最低气温为-11℃,平均气温为-5℃
∙ 2、TD—10为防冻剂
∙ 由表2可以看出,硫铝酸盐水泥混凝土在正、负交替的自然条件下,早期强度的增长仍然比掺防冻剂的普通水泥混凝土要快得多,3天强度可达设计强度的70%,7天可达设计强度的80%,14天可达设计强度的104%。
∙ 由于硫铝酸盐水泥混凝土是从水泥根本解决了抗冻问题,即使混凝土强度很快达到了混凝土强度标值的40%(抗冻临界值),此时混凝土毛细孔中的水结成冰所形成的膨胀应力小于混凝土的约束力,已无法破坏混凝土。
而普通混凝土仅仅是依赖了防冻剂中防冻组分来降低冰点,使混凝土不受冻;利用早强组分来提高早期强度,未从根本上解决问题,因而强度的增长很缓慢,这从表2中得到了充分反映,这给施工和工期带来了很大影响,所以在北方冬季施工中,使用硫铝酸盐水泥是保证工程质量的有力措施
硫(铁)铝酸盐水泥系列主要是以硫(铁)铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成新型水泥。
它是中国建筑材料科学研究院自主研究发明的。
硫(铁)铝酸盐水泥系列单独使用或配合ZB型硫(铁)铝酸盐水泥专用外加剂使用,广泛应用于抢修抢建工程、预制构件、GRC制品、低温施工工程、抗海水腐蚀工程等:
①具有早强、高强的特点,其3天强度相当于同标号硅酸盐水泥的28天强度,适用于抢修抢建工程;
②由于该水泥系列强度发挥快,因此在预制构件中应用可省去蒸养的能源费用;
③低碱铝酸盐水泥水化浆液PH小于10.5,特别适用于玻璃纤维制品(GRC);
④具有抗冻性能好,广泛应用于冬季低温施工的工程;
⑤抗渗、耐海水腐蚀性能大大优于硅酸盐水泥,适用于海洋建筑工程;
⑥对有害废弃物的固结具有特殊效能等优越性能,适用有害、有毒废弃物的固化处理。
二十世纪70年代,在中国发明了硫铝酸盐水泥。
80年代又首创了铁铝酸盐水泥的工业生产。
如果说,我们把硅酸盐水泥系列产品通称为第一系列水泥,把铝酸盐水泥系列产品通称第二系列水泥。
那么,我们可以把硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥以及它们派生的其它水泥品种通称为第三系列水泥。
该系列水泥的矿物组成特征是含有大量的C4A3矿物。
以此与其它系列水泥相区别。
并构成了第三系列水泥的早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱和生产能耗低等基本特点。
2009年全国水泥产量应该在14亿吨到14.3亿吨之间,特种水泥占3%,而硫(铁)铝酸盐系列水泥总产量不到400万吨,该系列水泥在西北四省(陕西、宁夏、甘肃和青海)和东北三省没有一家可以生产,而新疆和安徽是年初才开始生产的,西部的开发对特种水泥需求量将会逐步增大,目前在东北三省该系列水泥的生产依然是空白,但对硫(铁)铝酸盐系列水泥需求量比较大,这也是是许多生产厂家的盈利点。
东北气候寒冷,建筑单位因施工期短而苦恼。
唐山某公司经过反复攻关,最终生产出能在严寒的冬季施工的特种水泥混凝土外加剂,配合施工单位在-35摄氏度低温下完成了佳木斯火车站的冬季混凝土浇注。
特种水泥高抗冻这一优异性能令外国朋友惊叹不已,意大利同行观摩了辽宁营口冬季施工的现场,看到冰天雪地里只浇注了一天的混凝土楼板在未采取加热养护的情况下强度能达到混凝土设计标号70%以上时,惊叹这种材料的神奇。
冬季施工必须有抗低温建筑材料。
为此,12月8日,沈阳市建筑材料推广应用办公室,向建筑开发单位、施工企业、设计院所等部门,推广了一批冬季施工建筑材料专项产品。
今年,沈阳市开展冬季施工,为全国各地建筑材料供应商提供了展示新材料、新技术的平台。
特种水泥能够在零下20摄氏度以下低温使用。
政府支持“硫铝酸盐特种水泥”系列产品,打入沈阳市场。
项目主要研究内容、拟解决的关键问题、工艺路线、关键技术
1、混凝土强度与水泥用量的影响、抗冻性
2、混凝土强度曲线的建立
3、特种混凝土投入与产出经济性。
4、特种混凝土搅拌混凝土工法。
项目研究的预期目标、具体考核指标
1.混凝土质量检查方法同普通混凝土一样,通过试压混凝土试件评定其程度,因此,试件的取样、制作、养护和试验,必须符合《普通混凝土力学性能试验方法》(JGB81-85)的规定。
混凝土质量的评定按《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)进行。
2.混凝土70%强度上升比普通水泥提前2-3天。
项目主要技术特点和创新
1.投资少,见效快,保障冬季施工工期较好。
2.改善混凝土施工性能、产品质量稳定性提高、结构外观质量改善、以及生产效率和用户满意率。
项目预期成果及成果转化应用分析
目前我公司施工地点在北方高原、高寒有白城、京泰、布连、红沿河、宣化、霍林河以及若干风电项目,冬季施工周期长,混凝土养护时间长,工期压力较大。
如果在结构中使用特种水泥,可以有效提前进行拆模,进入安装程序,保障工期。
项目实施的风险分析
1.水泥原材质量控制不匀,混凝土强度波动大.
2.造成施工部位强度偏低,达不到预期强度效果
3.有些保守的专家指出铝酸盐水泥的长期强度及其他性能有降低的趋势,长期强度约降低一些,因此铝酸盐水泥不宜用于长期承重的结构及处在高温高湿环境的工程中。
冀东水泥厂专家认为强度衰减量较小,几乎没有。
4.水泥大厂有此工艺以及技术,但是要求量在万吨以上,市场一般为中小企业,规模较小,选择厂家业绩很重要。
项目进度安排
1.2月份完成水泥性能的考察,出具详细考察报告.
2.3月份完成配比试配,现场进行强度曲线统计。
3.4月份进行小规模现场搅拌测试水泥性能。
4.11月份、12月份在高寒地区进行推广
项目资金安排
1.购置样品水泥进行混凝土试配。
.
2.报销前期考察差旅费用.
项目的组织管理及相关的保障措施
创新小组组长:
孟立杰
保障措施:
1.资金使用由创新小组组长统一管理,审批.
2.邀请技术中心土建专家进行指导.
3.邀请相关科研机构专家进行授课.
4.实验检测机构全程进行数据记录.
申请单位意见
以个人或小组名义申请科技创新项目的,只需在本栏进行说明即可,不再要求单位盖章批准。
单位(章)负责人(签名)
年月日
技术中心意见
单位(章)负责人(签名)
年月日
科技创新领导小组意见
签章
年月日
技术管理委员会意见
:
需要明确写出立项项目的进度要求和批准的立项资金。
签章
年月日
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