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2024年11月2日，中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)、中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“協(xié)會(huì)”）受北京建筑大學(xué)、中鐵十一局集團(tuán)有限公司、中鐵十一局集團(tuán)橋梁有限公司、石家莊鐵道大學(xué)的委托，聯(lián)合組織召開(kāi)“無(wú)堿速凝劑與噴射混凝土的高性能化研究與應(yīng)用”科技成果鑒定會(huì)。

鑒定會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

本次成果鑒定委員會(huì)主任委員中國(guó)工程院院士暨南大學(xué)校長(zhǎng)邢鋒教授、副主任委員清華大學(xué)馮乃謙教授、中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司副總工程師冷發(fā)光研究員、中國(guó)鐵道科學(xué)院集團(tuán)有限公司李化建研究員、北京工業(yè)大學(xué)劉曉教授、北京交通大學(xué)朋改非教授、中國(guó)冶金建筑研究總院有限公司主任郝廷宇正高、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鄒文浩副研究員、北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司首席專家章銀祥正高等鑒定委員會(huì)專家審閱了鑒定資料，聽(tīng)取了項(xiàng)目組的工作報(bào)告、研究成果報(bào)告、項(xiàng)目應(yīng)用考察報(bào)告，并對(duì)成果完成單位和考察報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)詢，最后討論形成了成果鑒定結(jié)論。

中國(guó)工程院院士、暨南大學(xué)校長(zhǎng)邢鋒教授主持鑒定工作

協(xié)會(huì)特別副會(huì)長(zhǎng)王肇嘉向出席本次會(huì)議的行業(yè)專家和代表表示熱烈的歡迎，和衷心的感謝。他表示，恰逢北京建筑大學(xué)土木學(xué)院建筑材料專業(yè)辦學(xué)20周年，中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)和中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)聯(lián)合對(duì)“無(wú)堿速凝劑與噴射混凝土的高性能化研究與應(yīng)用”科技成果展開(kāi)專業(yè)性、科學(xué)性、權(quán)威性的行業(yè)科技評(píng)價(jià)，對(duì)成果提出意見(jiàn)建議，必將有力推動(dòng)本項(xiàng)目成果在噴射混凝土及相關(guān)工程領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。王肇嘉希望各位專家充分發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢(shì)，秉持客觀、公正、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，對(duì)項(xiàng)目成果進(jìn)行全面、深入的評(píng)價(jià)，提出寶貴意見(jiàn)和建議。

中國(guó)鐵建股份有限公司一級(jí)專家、中鐵十一局集團(tuán)科技與數(shù)字化部部長(zhǎng)唐達(dá)昆對(duì)各位專家表示熱烈歡迎。唐達(dá)昆介紹，中鐵十一局集團(tuán)成立于1948年，經(jīng)歷70多年發(fā)展，承建了多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)工程。十一局高度重視科技創(chuàng)新工作，與北京建筑大學(xué)緊密合作，發(fā)揮企業(yè)與高校的產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)，在高原鐵路等項(xiàng)目開(kāi)展了無(wú)堿液體速凝劑與高性能?chē)娚浠炷恋膽?yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與工程示范。

北京建筑大學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究院執(zhí)行院長(zhǎng)周理安介紹，北京建筑大學(xué)材料工程系自2004年開(kāi)始招收無(wú)機(jī)非金屬材料工程（建筑材料）專業(yè)本科生，2019年調(diào)整本科生招生專業(yè)為土木工程（建筑材料方向），是國(guó)家級(jí)一流專業(yè)、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)?！盁o(wú)堿速凝劑與噴射混凝土的高性能化研究與應(yīng)用”由北京建筑大學(xué)建筑材料學(xué)科混凝土與外加劑李崇智、王林、王琴教授團(tuán)隊(duì)牽頭，中鐵十一局，石家莊鐵道大學(xué)等單位參與，歷經(jīng)多年研究，是北京建筑大學(xué)建筑材料學(xué)科的一項(xiàng)重要科研成果。請(qǐng)各位專家多提寶貴意見(jiàn)，項(xiàng)目成果團(tuán)隊(duì)將對(duì)標(biāo)專家的意見(jiàn)和建議，再接再厲，力爭(zhēng)取得更高水平的科研成果。

領(lǐng)導(dǎo)致辭

北京建筑大學(xué)李崇智教授代表研發(fā)團(tuán)隊(duì)匯報(bào)了本項(xiàng)目研究工作及科技成果。噴射混凝土作為一種采用射流成型的特種混凝土，其材料性能及工程應(yīng)用問(wèn)題較多，主要體現(xiàn)在力學(xué)性能發(fā)展緩慢甚至倒縮、密實(shí)性差、施工回彈率高等方面，高性能化的程度目前遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，噴射混凝土的高性能化是技術(shù)發(fā)展的方向。納米含硅和鋁材料對(duì)于噴射混凝土具有早強(qiáng)增強(qiáng)作用，同時(shí)不影響有利于后期強(qiáng)度發(fā)展且具有高耐久性；復(fù)合超細(xì)聚合物增粘材料（SAP）有利于降低噴射混凝土回彈率和抗裂性。本課題研究了噴射混凝土高性能化用的關(guān)鍵技術(shù)材料高性能無(wú)堿液體速凝劑和納米增粘增強(qiáng)材料，對(duì)提高我國(guó)隧道結(jié)構(gòu)質(zhì)量和耐久性能具有極高工程應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。其主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：

1.高性能無(wú)堿速凝劑的研制與性能試驗(yàn)研究

速凝劑摻量對(duì)水泥初凝、終凝時(shí)間的影響

在研究高性能無(wú)堿速凝劑的研制過(guò)程中，采用自制納米晶核速凝早強(qiáng)材料Al-PCE和Si-PCE，充分發(fā)揮其晶核效應(yīng)，促進(jìn)水泥快速水化，大幅縮短水泥水化誘導(dǎo)期，同時(shí)優(yōu)選硅酸鎂鋰穩(wěn)定劑與氨基酸、氨基磺酸等作為pH調(diào)節(jié)劑和共同絡(luò)合懸浮劑，pH值為3.0～4.0，降低硫酸鋁含量，實(shí)現(xiàn)無(wú)堿、無(wú)氟、無(wú)氯，環(huán)保安全，提高了6~24小時(shí)強(qiáng)度與后期強(qiáng)度保留率等性能指標(biāo)，解決了產(chǎn)品早強(qiáng)低、穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

噴射混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)

2.復(fù)合納米增粘增強(qiáng)材料對(duì)噴射混凝土性能的影響

復(fù)合納米增強(qiáng)材料摻量對(duì)噴射混凝土抗壓、抗折強(qiáng)度的影響

分別研究了硫鋁酸鹽水泥、超細(xì)礦粉、硅灰、氣相二氧化硅以及納米二氧化硅懸浮液、粘度調(diào)節(jié)劑等增強(qiáng)對(duì)摻無(wú)堿液體速凝劑水泥凈漿、砂漿凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等的影響，進(jìn)一步研制了粉體與液體兩種狀態(tài)的納米復(fù)合增強(qiáng)材料。其中粉體納米增粘增強(qiáng)材料由硫鋁酸鹽水泥、S95礦粉、S140超細(xì)礦粉、硅灰、氣相二氧化硅和可再分散乳膠粉、粉體羧酸減水劑等按一定比例復(fù)合配制成，內(nèi)摻膠凝材料的4-6%；液體納米增粘增強(qiáng)材料則以納米二氧化硅懸浮液、納米級(jí)三氧化二鋁、硫酸鋁、液體聚羧酸高性能減水劑、二乙醇單異丙醇胺、有機(jī)硅消泡劑、聚丙烯酰胺類粘度調(diào)節(jié)劑等復(fù)配而成，摻量為膠凝材料的2-4%。將納米增強(qiáng)材料應(yīng)用于噴射混凝土中，提高噴射混凝土早期8~24小時(shí)抗壓強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度50%以上，回彈率可以降低到10%以下，降低噴射混凝土的收縮，具有非常好的抗?jié)B抗裂作用。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)

3.無(wú)堿液體速凝劑與水泥基膠凝材料的作用機(jī)理研究

納米增粘增強(qiáng)材料的作用機(jī)理

利用XRF分析測(cè)定水泥礦物及增強(qiáng)材料的化學(xué)組成，利用XRD、TG及SEM等分析無(wú)堿液體速凝劑、納米增粘增強(qiáng)材料等對(duì)水泥水化產(chǎn)物及其微觀結(jié)構(gòu)變化的影響，深入探討了有氟與無(wú)氟兩種無(wú)堿速凝劑、粉體與液體兩種納米增粘增強(qiáng)材料與水泥混凝土材料之間的相容性、其作用機(jī)理等，明確了其縮短凝結(jié)時(shí)間、提高早期小時(shí)強(qiáng)度和后期強(qiáng)度不倒縮、降低混凝土回彈率的原因，為滲水等特殊環(huán)境下噴射混凝土施工方法提供了可靠依據(jù)。

4.噴射混凝土的高性能化與高性能?chē)娚浠炷凉こ虘?yīng)用研究

采用無(wú)堿液體速凝劑和納米增粘增強(qiáng)材料，使噴射混凝土高性能化，摻速凝劑前混凝土的初始坍落度200mm左右，混凝土加速凝劑后容易噴射施工，在空氣中具有高粘性不分散、觸變性良好，PM2.5值大大降低，回彈率5%-10%，噴射混凝土的實(shí)際抗壓強(qiáng)度可達(dá)模筑混凝土抗壓強(qiáng)度的75%左右。因此，對(duì)于I~III級(jí)圍巖的初期支護(hù)，可以采用無(wú)堿無(wú)氯低氟的無(wú)堿液體速凝劑與粉體納米增粘增強(qiáng)材料即可獲得的C30左右高性能?chē)娚浠炷粒貜椔士山抵?%以下，降低工程施工的綜合經(jīng)濟(jì)成本；對(duì)于超大埋深富水地段、IV~VI級(jí)軟弱破碎圍巖、高地?zé)岘h(huán)境等地質(zhì)條件下，噴射混凝土施工作業(yè)難度極大，采用高性能無(wú)氯無(wú)氟無(wú)堿液體速凝劑、納米液體增粘增強(qiáng)材料，可以配制具有優(yōu)異觸變性的C60以上高性能?chē)娚浠炷?，保證混凝土回彈率下降至10%以下。

利用無(wú)堿液體速凝劑和納米增粘增強(qiáng)材料的致密填充作用，大幅度提高噴射混凝土的早期小時(shí)抗壓強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度，保證噴射混凝土可噴性，提高混凝土強(qiáng)度，降低混凝土收縮，保證了混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐久性。高性能?chē)娚浠炷聊軌蚝芎媒鉀QI~III級(jí)圍巖初期支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，以及超大埋深富水地段、IV~VI級(jí)圍巖、高地?zé)岘h(huán)境等嚴(yán)酷復(fù)雜環(huán)境下隧道圍巖支護(hù)施工難的問(wèn)題，對(duì)混凝土二次襯砌的復(fù)合結(jié)構(gòu)有很好的保護(hù)作用。

高性能?chē)娚浠炷羾婂^后的初支狀態(tài)

鑒定委員會(huì)委員、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鄒文浩副研究員，在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李崇智、董鵬的陪同下，考考察了中鐵十一局集團(tuán)橋梁有限公司西南建筑新材料分公司無(wú)堿液體速凝劑生產(chǎn)與應(yīng)用項(xiàng)目，并匯報(bào)了本項(xiàng)目技術(shù)的應(yīng)用情況。

自主研發(fā)高性能無(wú)堿液體速凝劑與納米增粘增強(qiáng)材料，研究其協(xié)同作用機(jī)理以及噴射混凝土高性能化應(yīng)用技術(shù)。高性能無(wú)堿液體速凝劑無(wú)氟無(wú)氯解決了安全環(huán)保及24小時(shí)內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展慢與后期強(qiáng)度保留率不足、儲(chǔ)存穩(wěn)定性等問(wèn)題，與納米增粘增強(qiáng)材料配合，使C30以上噴射混凝土高性能化，其早期8小時(shí)抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到10MPa以上，回彈率10%以下，適合用于深水IV型圍巖初期支護(hù)，對(duì)改善噴射混凝土工程施工環(huán)境條件、提高噴射混凝土力學(xué)性能與耐久性等具有重大意義，已經(jīng)大量推廣應(yīng)用于高原、高鐵工程。成果應(yīng)用情況真實(shí)。

各位專家也分別在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了質(zhì)詢后進(jìn)行了認(rèn)真的討論，并形成了鑒定結(jié)論。

本次會(huì)審結(jié)束后，協(xié)會(huì)將對(duì)成果鑒定結(jié)果進(jìn)行公示，公示7天后，如無(wú)異議，將向成果完成單位頒發(fā)《科技成果鑒定書(shū)》。