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湖南省科学技术进步奖公示材料

——长沙磁浮工程车站站房饰面清水混凝土化学功能材料工程应用技术

时间:2019-05-07 浏览次数:  【字体:

 

根据《湖南省科学技术奖励办法》及湖南省科技厅《关于2019年度湖南省科学技术奖推荐工作的通知》的要求,现对中铁城建集团有限公司、中铁城建集团第一工程有限公司、清华大学合作申报2019年度湖南省科学技术奖励的项目“长沙磁浮工程车站站房饰面清水混凝土化学功能材料工程应用技术”的相关内容进行公示,公示期:2019年5月7日-2019年5月13日共5个工作日。在公示期内,如对所公示的项目有异议,请以书面形式提出,并请署真实姓名、联系地址和电话,将异议材料送至集团公司技术质量部,逾期不予受理。

联系人:胡明文

联系电话:0731-88605617

联系邮箱:470455960@qq.com

 

 

 

一、项目基本情况

项目名称

长沙磁浮工程车站站房饰面清水混凝土化学功能材料工程应用技术

完成人

郑军;贺旭;王忠良;孔祥明;申景涛;吴晓华;

武军;刘晓勇;段艳刚;

完成单位

1.中铁城建集团有限公司、 2.中铁城建集团第一工程有限公司、 3.清华大学

学科分类名称

装饰工程

代码

5605050

所属国民经济行业

建筑工程(4819)

所属国家重点发展领域

城镇化与城市发展

计划名称和编号

 

《关于下达2015年集团公司科技研发计划的通知》,城建技术中心【2015】164号。

计划下达单位、部门

企业

项目开始时间

2014年9月1日

密级/期限(年)

非密

项目结束时间

2015年5月31日

授权发明专利(项)

0

授权的其他知识产权(项)

3

已呈交的科技

报告编号

43012016010006

二、项目简介

本项目属于建筑工程墙体工程技术领域。长沙磁浮车站部分外墙设计采用饰面清水混凝土浇筑,成型后的原浇筑表面仅通过透明保护剂处理后,以混凝土自身质感和精心设计施工的外观质量来实现美观效果,从而表达出建筑情感。

目前国内外虽然有很多饰面清水混凝土的工程成功建成实例,但仍然存在很多问题。由于清水混凝土取消了抹灰层和面层,长期暴露在外界环境中,直接受到外界环境的侵蚀,耐久性问题表现的尤为突出。现有的表面涂覆保护膜经风蚀风化后,清水混凝土依然面临表面泛碱、混凝土实体结构被碳化、侵蚀、开裂等问题,现有的保护技术已经不能完全满足现代清水混凝土抗渗、抗裂缝、抗环境侵蚀的耐久性能。本项目通过采用新型的化学功能材料,有效的解决了现有技术存在的问题。

项目依托长沙磁浮工程车站站房工程榔梨站和机场站两个项目对饰面清水混凝土化学功能材料工程应用技术进行技术攻关。针对装饰外墙的美观性、混凝土的耐磨性、耐腐蚀性、抗裂性进行了系统的创新性研究和实践应用,取得了以下创新性成果。

采用有机硅烷作为混凝土憎水性外加剂,内掺入混凝土,研究表明可以大幅度降低混凝土的吸水率、提高僧水抗渗性。研究硅烷对高强混凝土(HSC)氯离子扩散系数的影响、硅烷对HSC吸水率的影响、硅烷对HSC电通量的影响,实验数据对比分析,说明实验组总孔隙率降低了及掺入硅烷后有较好的憎水性,抗渗性较好。

将聚合物乳液加入混凝土中,乳液在混凝土水化硬化及干燥过程中形成连续聚合物膜,堵塞混凝土毛细孔隙,可以显著提高混凝土的抗渗性。同时对混凝土的力学性能有明显改善作用,提高抗折强度、抗冲击性、耐磨性等性能。

通过试验时数据检测高吸水性树脂(SAP)在高强、中强和普通混凝土中的减缩抗裂应用研究,分析影响规律与其自收缩与干燥收缩的作用机理,找出最合适的施工温度和拆模时间。

研发了饰面清水混凝土新型模板施工关键技术。研制了高大薄壁侧墙模板施工模具,优化了饰面结构模板施工工艺,使得建筑施工精度提高的1mm,形成了建筑饰面清水混凝土新型模板施工工法,提高了施工工效和质量;研发了饰面墙体平整度及垂直度信息化监测技术,有效控制了清水混凝土在施工过程中因流水段的划分产生的变形,变色。

研究成果经鉴定总体技术达到国际先进水平,其中运用化学材料改善混凝土的耐磨耐腐蚀性及抗裂性技术达到国际领先水平。相关成果已获实用新型专利3项;获省部级工法2项,企业级工法2项;发表学术论文多篇;培养研究生2人;获中国铁道建筑总公司科学技术二等奖1项。

项目研究成果已部分应用于长沙磁浮站房工程中,有效解决了车站外墙清水混凝土优美的艺术效果,精细的施工工艺,同时兼具优良的抗渗抗裂及抗环境侵蚀的耐久性能。技术创新从混凝土本体革新,取消了结构表面涂层施工,减少了现场湿作业,降低了建筑垃圾产生,取得了较好的环境效益。该技术的应用提高了磁浮车站站房建设和管理水平,规避了施工风险,加快了施工进度,降低了辅助措施费用,确保了站房安全、优质、顺利竣工,取得了显著的社会、经济和环境效益,累计节约成本2284180元。研究成果目前正推广应用于深圳地铁6号线、成都地铁5号线等多个城市地铁站房工程,极大地推动了在城市公共建筑领域装饰清水混凝土施工技术的进步。

 

 

 

 

三、完成人合作关系说明

本项目由:

1)中铁城建集团有限公司:贺旭;王忠良;申景涛;武军;(共4人)

2)中铁城建集团第一工程有限公司:郑军;吴晓华;刘晓勇;段艳刚;(共4人)

3)清华大学:孔祥明 (共1人)

三家单位共同参与完成。该项目始于2014年8月,由中铁城建集团有限公司与清华大学签订《长沙磁浮工程车站站房饰面清水混凝土化学功能材料工程应用研究》合同。通过研究取得相关成果,经湖南省思龙评估有限公司组织的科学技术成果评估,认为整体技术达到国际先进水平。项目获得授权国家实用新型专利3项、省级工法2项、企业级工法2项;核心学术论文1篇等。

四、候选人对项目的贡献情况

本成果候选人共有9人。对项目的贡献情况如下:

1、郑军,项目总负责人,投入的工作量占本人工作总量的60%,对创新点1、2、3、4均有贡献。总体负责项目研究方向、研究思路、研究内容的制定、现场实施组织与协调以及技术方案制订,分别参与研究清水混凝土新型模板施工技术,通过运用方管钢支撑,提升模板刚度,改良模板拼接工艺,确保模板与模板拼缝平整(创新点4);提高混凝土本体憎水抗渗性(创新点1);在提升混凝土抗渗性的同时,增强其抗折强度、抗冲击性、耐磨性(创新点2);防止混凝土开裂技术(创新点3)。

2、贺旭,项目执行负责人,投入的工作量占本人工作总量的60%,对创新点1、4均有贡献。参与研究清水混凝土新型模板施工技术,通过运用方管钢支撑,提升模板刚度,对侧面模板进行优化改良,形成一种新型混凝土侧面成型模具(创新点4);通过试验时研究有机硅配比含量,降低混凝土吸水率(创新点1)。

3、王忠良,项目完成单位课题组成员,投入的工作量占本人工作总量的40%,对创新点4有重要贡献。负责项目技术指导、研究方案审核工作,研究清水混凝土新型模板施工技术,参与发明了布料机的固定装置;布料机管口自动封闭装置,形成两项企业自有技术(创新点4)。

4、孔祥明,项目合作单位主要研究人员,投入的工作量占本人工作总量的70%,对创新点1、2、3均有贡献。负责项目理论分析、现场测试以及研究报告撰写工作,建立了饰面清水混凝土参数设计方法(创新点1),完成了《The Influence of Silanes on the Hydration and Strength Development of Cementitious Systems》发表于国际期刊《水泥混凝土研究》2015年第67期168-178页(创新点2)和提出结合掺加内养护材料,改变了混凝土内部的水分分布状态,降低清水混凝土因自收缩与干燥收缩引起的开裂(创新点3)。

5、申景涛,项目合作单位主要研究人员,投入的工作量占本人工作总量的40%,对创新点4有贡献。负责项目研究方向、研究思路、研究内容的制定,参与发明了《一种新型混凝土侧面成型模具》、《一种用于混凝土布料机的固定装置》(创新点4)。

6、吴晓华,项目完成单位课题组成员,投入的工作量占本人工作总量的30%,对创新点3、4有重要贡献。负责项目现场实施、检验测试与技术指导工作,研发了混凝土布料施工重力式自动封闭技术、装饰混凝土超薄墙体垂直浇筑振捣技术(创新点4)以及HC抗渗、耐磨、耐酸雨侵蚀检测技术(创新点3)。

7、武军,项目完成单位课题组成员,投入的工作量占本人工作总量的30%,对创新点3、4有重要贡献。负责项目研究方案审核以及合同管理等科技协调工作,参与装饰混凝土超薄墙体模板施工技术(创新点4)以及HC抗渗、耐磨、耐酸雨侵蚀检测技术(创新点3)。

8、刘晓勇,项目完成单位课题组成员,投入的工作量占本人工作总量的30%,对创新点3、4有重要贡献。负责项目施工组织与协调,参与HC抗渗、耐磨、耐酸雨侵蚀检测技术(创新点3)以及装饰混凝土超薄墙体模板施工技术、混凝土施工技术(创新点4)。

9、段艳刚,项目完成单位课题组成员,投入的工作量占本人工作总量的20%,对创新点4有重要贡献。负责项目研究方案审核以及技术指导工作,参与研发了装饰性混凝土墙体布料机固定技术及布料机管口自动封闭技术(创新点4)。

五、主要知识产权证明目录(不超过10件)

序号

知识产权类别

知识产权名称

国家

(地区)

授权号

授权

日期

证书

编号

权利人

发明人

1

实用新型专利

一种新型混凝土侧面成型模具

中国

ZL201620124563.8 

2016年

07月

27日

第5370449号 

中铁城建集团第一工程有限公司;中铁城建集团有限公司

熊剑;周磊;王志刚;郭晨飞;师瑞年

2

实用新型专利

一种用于混凝土布料机的固定装置

中国

ZL201520683005.9 

2016年

06月

03日

第4986158号 

中铁城建集团第一工程有限公司;中铁城建集团有限公司

蔡亚辉;刘晓勇;段艳刚;杨晓笨

3

实用新型专利

布料杆管口重力式自动封闭装置

中国

ZL201620143288.2 

2016年

08月

24日

第5479240号 

中铁城建集团第一工程有限公司;中铁城建集团有限公司

吴晓华;张蒙;冯蛟龙;刘晓勇;段艳刚;杨晓笨

 

 

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