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轻骨料和轻骨料混凝土的发展与应用呈现爆发式增长态势

作者:admin 发布日期:2023/2/27 关注次数: 二维码分享

骨料占水泥混凝土中体积的70%左右,对混凝土的性能有着重要影响。骨料按来源有天然和人造之分,按密度可分为重骨料、普通骨料与轻骨料。

 

从行业技术发展的角度来讲,轻骨料不是新材料,但是今天的轻骨料材料,无论是从混凝土创新角度,还是环保利废的角度,与以前的概念有很大的不同。在以“绿水青山就是金山银山”为主导的生态文明建设的今天,各地政府禁采限采天然高品质矿石骨料政策将成为长期的国策,实现对固废的大宗利用、大规模生产、高值化创新,为利废轻骨料产业的发展提供了更好的机遇。大量无法在其他行业处理和资源化利用的城市固废,恰恰非常契合轻骨料行业的绿色发展。轻骨料在结构混凝土和功能性混凝土方面的应用,为轻骨料行业发展提供了非常难得的机遇。

 

宜昌滨江国际商住楼(101.1m)——全国第一个率先在结构主体中全部采用高强轻骨料混凝土建造的100m高大楼

 

另外,由于天然砂石骨料成本越来越高,这为过去因成本高而受到影响的人造轻骨料产业发展提供了契机。单方混凝土中轻骨料等体积取代天然砂石骨料的成本差异缩小,同等荷载性能下采用轻骨料混凝土显著降低整个工程建设综合造价。发达国家众多的工程实践证明,由于结构轻集料混凝土的强度高、质量轻,建造大跨度的桥梁和高层、超高层建筑,可以大大减轻结构自重,降低基础负荷,减少材料用量和运输量,由此带来的综合经济效益十分可观。美国等发达国家目前的工程应用领域对轻骨料的需求约占骨料需求的10%,这对于我国既有骨料市场来说,是一个巨大的潜在市场。装配式建筑构件运输吊装轻量化要求、钢结构建筑对混凝土构件轻量化要求等更为轻骨料混凝土的发展与应用提供了巨大的市场需求。

 

Herdrun TLP 浮体石油平台——65700m3的壳体全部采用最大密度为2000kg/m3的高强轻骨料混凝土

 

我国轻骨料材料技术发展起步较晚,从上世纪50年代开始研制人造轻骨料,直到1960年才在河南洛河大桥上应用了轻骨料混凝土。经过40多年的发展,我国轻骨料产业发展仍处于生产工艺粗放,技术落后,产品性能竞争力不强的相对落后状态,未能实现节能低碳、绿色环保、大规模、现代化生产制造,也没有出现行业领军企业,产品性能和质量未能跟上混凝土超高泵送施工工艺和高强高性能混凝土的发展,远远满足不了下游工程建设的需求。

 

面对行业发展进程中出现的重大变化,中国混凝土与水泥制品协会适时搭建沟通交流平台,多措并举,以加强轻骨料及轻骨料混凝土在高层建筑、大跨度工程、装配式建筑等中的应用,引领行业健康、稳定的发展。

 

 

 

 

齐聚创新发展论坛,为行业发展建言献策

 

如何让混凝土的容重更轻、让轻骨料的强度更高、如何按指定设计性能制造高性能轻骨料、如何利用各种工业废弃物烧制高强轻骨料、如何设计现代轻骨料绿色节能制造工厂?面对一个个问题,中国混凝土与水泥制品协会自2018年起创办了“全国轻骨料及轻骨料混凝土创新发展论坛”,业内专家、企业代表、技术人员等齐聚一堂,共话发展。至今,论坛已成功举办了三届,以“环保节能·高强高效”引领绿色轻骨料产业发展,以“绿色制造与材料设计”支撑高性能轻骨料发展,以高性能轻骨料混凝土促进轻质高强混凝土结构的创新发展,为行业、企业开拓了新的绿色低碳环保发展方向。创新发展论坛已成为业内一个品牌论坛。

 

第四届全国轻骨料及轻骨料混凝土创新发展论坛将以“绿色、环保、高性能、新应用”为主题,于122日在南京举办的2021中国混凝土与水泥制品行业大会和2021中国混凝土展同期同地举行。

 

  第三届全国轻骨料及轻骨料混凝土创新发展论坛现场

当前,3060双碳目标”正在引领高质量发展,国家大力推进环保利废、装配式建筑、绿色节能建筑等,给轻骨料和轻骨料混凝土行业企业带来了新的挑战与转型发展机遇。轻骨料混凝土的高性能与超高性能研究正在取得重要进展,工程应用场景不断增多,各种轻骨料和轻骨料混凝土的发展与应用呈现爆发式增长态势。

 

本次会议的报告内容丰富、专业,包括利废轻骨料绿色工厂的设计与实践、高性能轻骨料标准研究、预制轻骨料混凝土、高性能与超高性能轻骨料混凝土、轻骨料混凝土工程耐久性分析以及新品种轻骨料的开发与应用等。天津水泥工业设计研究院胡芝娟教授的主题报告是《高强烧结轻骨料绿色工厂设计与工程实践》,北京建筑材料科学研究总院刘艳军博士将作题为《结构混凝土用高强轻骨料的标准化研究》的报告,武汉理工大学王发洲教授的报告是《混凝土人造骨料制备新技术》,武汉理工大学丁庆军教授的报告是《轻质超高性能混凝土的研究与应用》,同济大学蒋正武教授的报告是《南京长江大桥服役五十年陶粒混凝土性能综合评价》,中国建筑设计研究院有限公司张守峰副总工程师的报告是《预制构件的轻质化研究及工程应用》,上海建工建材科技集团股份有限公司吴杰总工程师的报告是《轻骨料混凝土在预制装配式建筑中的应用》,南京理工大学崔崇教授的报告是《蒸压硅酸盐陶粒耐久性、弹性模量与配筋构件研究》,湖北昌耀新材料股份有限公司吴赤球董事长的报告是《磷石膏矿渣水泥基轻骨料的开发与工程应用》等。

 

  

珠海国际会展中心

LC30泵送轻骨料混凝土

  

宜昌均瑶广场大厦

LC40轻骨料混凝土

 

 

 

 

 

 

 

 

三个中心+一个联盟,引领企业技术创新

 

为了加快以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系建设,引导和支持创新要素向企业集聚,提高企业自主创新能力,促进科技成果向现实生产力转化,中国混凝土与水泥制品协会开展了行业科技创新平台的建设工作,在高等院校、科研设计院所和企业中建设行业重点实验室、行业工程技术中心和企业技术创新中心等科技创新平台。

 

20194月,由中国混凝土与水泥制品协会发起,依托天津水泥工业设计研究院有限公司建设的“混凝土与水泥制品行业轻骨料产业技术创新中心”正式揭牌。技术创新中心集成天津水泥院的国际一流的设计能力和先进装备研发能力,以及环保实力,全力打造国内轻骨料行业标杆性轻骨料先进生产示范线和制定轻骨料行业的标准。重点对污泥除臭技术及污泥陈化工艺、轻骨料造粒工艺技术和窑外烘干工艺技术、先进轻骨料单筒回转窑烧成系统和冷却系统、各种固废制备轻质骨料的最佳配料方案和合适的膨胀温度范围及合适的煅烧制度、窑尾废气排放的环保处理技术,实现环保超低排放水平;以及对轻质骨料混凝土产品性能的研究。

 

20204月,中国混凝土与水泥制品协会、北京建筑材料科学研究总院有限公司共同建设了“混凝土与水泥制品行业轻骨料材料设计创新中心”。设计创新中心的主要功能是紧密结合国家绿色建筑领域、绿色建材领域和环保领域国家重大战略需求和产业发展需要,重点解决大宗固废规模化、资源化、清洁化、高附加值化利用领域的关键共性技术难题,通过开发具有自主知识产权的绿色轻质新材料技术,产品及工艺装备,实现绿色建材与绿色基础设施领域可持续发展的重点突破。

 

  

英国wharf塔楼(235米)

 

水塔大厦(高260米)

 

202012月,由中国混凝土与水泥制品协会发起,依托武汉理工大学建设的“混凝土与水泥制品行业绿色高性能轻骨料混凝土协同创新中心”正式成立。协同创新中心以推动轻骨料及轻骨料混凝土的工程应用与技术进步为目标,开展轻骨料—轻骨料混凝土材料—轻骨料构件三大层次的基础理论与应用技术研究工作;以关键技术研发与应用为核心,开发满足不同工程要求的高品质轻骨料、高性能轻骨料混凝土和特种功能轻骨料混凝土以及相关设计、制备和工程应用技术体系;开展促进我国轻骨料混凝土行业发展的产业政策研究,结合轻骨料和轻骨料混凝土行业固废资源化综合利用的功能,争取国家产业技术政策和税收优惠政策;开展轻骨料混凝土技术创新成果的推广应用和标准制定,提升行业的技术水平;开展国际化的技术交流活动,打造高水平的学术技术交流平台、开展咨询服务和技术培训工作。

 

三个中心自成立以来,高效高质量地开展各种工作,并取得一定的成绩。在2021中国混凝土展上,平台共建单位天津水泥工业设计研究院有限公司、武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室、北京建筑材料科学研究总院有限公司将设立展位,对创新中心的工作重点、研究成果、核心技术等进行集中展示。

 

  

武汉证券大厦

将轻集料混凝土应用于摩天大楼

  

武汉中心大厦

成功将LC40混凝土泵送至402.15米高度

 

近年来,中国混凝土与水泥制品协会一直将推动轻骨料及轻骨料混凝土的创新发展作为一项非常重要的工作。在成立了技术创新中心、设计创新中心、协同创新中心之后,又成立了“绿色高性能轻骨料混凝土协同创新联盟”,并于今年7月在武汉理工大学召开了第一次成员大会。会上,联盟各成员单位对轻骨料及轻骨料混凝土的协同创新发展已初步形成共识。轻骨料混凝土是高性能混凝土重要的发展方向和领域,轻骨料材料的发展符合国家环保利废的基本国策,市场需求越来越大;但轻骨料材料产业装备和材料制备技术水平还不能满足行业创新的需求。未来,通过联盟的有效运作,将使我国轻骨料及轻骨料混凝土产业的发展更上新台阶。

 

制定行业标准,为企业发展保驾护航

 

为促进轻骨料及轻骨料混凝土生产和应用的发展,保证轻骨料混凝土的质量,中国混凝土与水泥制品协会开展了相关标准的编制工作。

 

目前,国内已有页岩陶粒、粉煤灰陶粒、污泥陶粒、粘土陶粒等轻骨料产品标准,但标准中对轻骨料的物理、力学和耐久性能要求较低,鲜有从结构轻骨料混凝土安全性和耐久性角度规范轻骨料的性能指标,影响了轻骨料在结构混凝土中的使用规模。为此,中国混凝土与水泥制品协会启动了《结构混凝土用高强轻骨料》标准编制工作。将在高强轻骨料材料技术和工艺装备技术取得新突破的基础上编制,轻骨料产品走向高强度和高性能,将极大促进结构轻骨料混凝土的使用规模。该协会标准中拟包含多项技术指标和创新的评价方法,对轻骨料产业健康发展与建筑高质量发展将起到不可替代的作用。

 

轻骨料混凝土用于岛礁工程

 

为完善轻骨料产品从设计、制造、使用、回收到再创造的全生命周期的绿色标准体系,中国混凝土与水泥制品协会启动了协会标准《固废制备轻骨料绿色工厂设计规范》编制工作。标准将在设计阶段引入绿色工厂的概念,从源头推进清洁生产,减少污染物排放,加强资源综合利用,从而使轻骨料行业真正的实现用地集约化、原料无害化、生产清洁化、废物资源化和能源低碳化,满足国家对绿色工厂的评价要求。

 

 

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