专题 | 砂石科技奖获奖项目系列报道 5——凝灰岩高品质机制砂石及其高性能混凝土研究与应用

砂石科技奖获奖项目系列报道 5——凝灰岩高品质机制砂石及其高性能混凝土研究与应用

11月3日上午，中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。这是《国家科学技术奖励条例》2020年修订以后，举行的首场国家科学技术奖励大会。李克强总理在2020国家科学技术奖励大会讲话中指出：推广“揭榜挂帅”等机制，让愿创新、敢创新、能创新者都有机会一展身手，强化企业创新主体地位，推进产学研深度融合，要以更大力度打破制约创新创造的繁文缛节，深化科技体制改革，切实给科研人员松绑减负。

为促进我国砂石行业结构调整、转型升级、安全发展和高质量发展，2020年度中国砂石协会砂石科学技术奖评选出一批砂石行业重大的科技成果。为鼓励我国砂石行业科技创新、宣传砂石行业优秀成果的同时，进一步激发砂石行业科技创新活力、提升创新工作者的荣誉感，中国砂石协会组织开设“中国砂石协会科学技术奖获奖项目系列报道”，并在中国砂石协会官网和公众号等行业主流媒体上对获奖项目进行有针对性地报道，以飨读者。

项目名称：凝灰岩高品质机制砂石及其高性能混凝土研究与应用

项目编号：SS2020-J-10

中国砂石协会砂石科学技术奖 二等奖

项目团队主要完成人

团队负责人雷榕，甘肃华建新材料股份有限公司技术总监。从事砂石矿山行业多年来，积累了丰富的技术经验。从矿山的开采、破碎、除土以及后面的精加工工艺，围绕骨料的粒形、级配、亚甲蓝值、石粉含量、含水率等重要参数的控制，提出了相关工艺的改进，以及产品质量的控制要点。围绕高性能混凝土的要求，研究提出了针对凝灰岩做砂石骨料的最优颗粒级配组合；研究了石粉的外加剂相容性，提出砂石中石粉合理含量的控制范围；研究提出了混凝土中其他原材料（水泥，粉煤灰级外加剂）的品质要求。

一、项目概况

1、凝灰岩用作砂石骨料的可行性分析，探究其火山灰活性对混凝土性能影响的利弊及应对措施；

2、围绕岩石特性及精品砂石骨料的要求，优化砂石制造工艺及设备选型；目前运营的“精品机制砂石自动化生产线”2015年获得了“全国砂石行业机制砂石生产示范线”荣誉称号；

3、利用该骨料生产及推广高性能混凝土的应用，在低用水量低胶凝材料用量的前提下，通过研发专用聚羧酸功能减水剂解决混凝土坍落度经时损失难控制的问题。

4、本项目对凝灰岩用作砂石骨料的可行性作了全面深入的可行性分析，研究了火山灰活性对混凝土性能影响的利弊，并有一系列完善的应对措施，具有明显的创新性。

5、在满足砼工作性能、力学性能、耐久性能的前提下，坚持走低用水量，低胶凝材料用量的绿色高性能混凝土的技术路线，实现了节能环保的目标。

6、针对凝灰岩机制砂与石粉对外加剂吸附量大，所配制混凝土坍落度经时损失大的难题，专门开发研究了保坍性更好的专用聚羧酸外加剂，使混凝土用的外加剂材料更加环保，对混凝土技术进步做出了重要贡献。

二、主要创新点

1、针对凝灰岩加工机制骨料的特点与难题，首次采用干湿结合的工艺方法和机制砂反离析器等新装备，有效降低了机制砂细颗粒与石粉的吸附性，克服了天气因素对生产效率和质量的影响，减少了机制砂生产用水量和絮凝剂对混凝土的不利影响，保证了机制砂的合理级配与石粉含量。

2、开发了凝灰岩机制砂专用聚羧酸减水剂，有效解决了混凝土和易性调控难、坍落度损失大、外加剂掺量高的问题，在天水地区率先实现了聚羧酸减水剂在机制砂混凝土工程中的成功应用。

3、利用吸附性较低、级配与石粉含量合理的凝灰岩高品质机制砂，采用较低水泥用量、合理砂率，实现了混凝土优异的施工性能、较低水化温升和高致密性，各项性能满足绿色高性能混凝土相关标准要求。

三、项目应用

1、天水有轨电车项目渭河大桥现浇梁C50预应力混凝土。

天水有轨电车是服务于甘肃省天水市的城市轨道交通系统，示范线（一期）工程西起秦州区成纪大道与藉河北路交叉口附近，东接麦积区埠北路，线路全长20.2公里，概算总投资27亿元，共设17座车站，该项目是天水城市核心区东西方向的公共交通骨架线路，建成后将有效解决天水市城市东西交通通畅的问题，加快促进秦州、麦积两区相向对接发展。

C50现浇梁预应力混凝土技术要求7天强度达到设计强度的90%以上，进行张拉实验；控制水泥水化速度，避免产生温度裂缝；梁的外观质量不能出现色差、气泡等通病。针对以上技术要求，我司联合华南理工大学、江苏苏博特新材料股份有限公司对混凝土配合比设计、抗裂技术措施、气泡消除等问题进行了大量的针对性试验，实体检测未出现一道裂缝，整体混凝土外观光亮，表面光滑，最终赢得了施工单位中铁十一局的高度肯定。

2、东煜大厦高层C50混凝土。

项目总建筑面积38303平米，地上建筑面积26942.61平米，地下建筑面积11360.39平米，建筑地上23层，地下3层。由于施工场地狭小，故泵管平管布置较长，最长管道可达200米，加之核心筒部位设计钢筋配筋非常密，因此对混凝土的工作性要求非常高。

混凝土设计标号C50，泵管布置较长，钢筋配筋率大，我司联合华南理工大学、江苏苏博特新材料股份有限公司针对以上技术难点，采用5~20mm连续级配精品碎石，外加剂复配中加入苏博特降粘性母液，采购Ⅰ级优质粉煤灰，28天活性83%，加大粉煤灰掺量，压低水胶比，降低泵车泵送压力。其工作性不仅在施工过程中保证了工程顺利施工，也减少了工地的施工时间，2019年6月4号主体顺利封顶，在此供应过程中，受到甲方和施工方的高度赞扬。