[00140295]工业废渣在预拌混凝土中的应用与产业化

一、任务来源 本项目任务来源于广西科学研究与技术开发计划项目,合同编号：桂科攻11107016-10。项目实施期限为自2010年1月至2012年12月。 二、技术原理 本项目主要研究选用广西本地具有代表性的粉煤灰、石粉、锰渣超细粉等工业废渣作为掺合料,替代部分水泥用于预拌混凝土生产。如何通过优化配比,掌握粉煤灰、石粉、锰渣超细粉等工业废渣对混凝土性能的影响规律,发挥工业废渣在预拌混凝土中的作用,与其他组份形成协同效应,提高大掺量掺合料预拌混凝土的力学性能及耐久性能,是本项目研究的关键。 本项目研究采用的主要技术路线如下： （1）研究高性能预拌混凝土各组成材料,特别是工业废渣掺合料的物理化学性能,以及不同掺合料、不同掺量对预拌混凝土性能的影响; （2）通过配比的优化,确定不同强度等级高性能预拌混凝土的配合比设计方案; （3）研究工业废渣掺合料高性能预拌混凝土的耐久性,为工业废渣在预拌混凝土中的应用提供依据。 三、指标 （1）用工业废渣掺合料替代40～60%的水泥配制强度等级为C20～C60系列高性能预拌混凝土;（2）新拌混凝土性能：坍落度≥450px,扩展度≥1000px;（3）已在南宁同达盛混凝土有限公司改造一条生产线,使之形成年产用工业废渣掺合料替代40～60%的水泥配制高性能预拌混凝土5万m3。 四、与国内外同类技术比较 工业废渣掺合料替代水泥配制高性能预拌混凝土在一些发达国家早已得到研制开发。近20年来,国际上主要工业发达国家和地区对工业废渣掺合料替代水泥配制高性能预拌混凝土发展非常重视,如美国、加拿大、日本、西欧、北欧、北美国家,已就建筑材料对室内空气的影响进行了全面、系统的基础研究工作,并制订了严格的法规。1992年联合国召开了环境与发展大会,1994年联合国又增设了“可持续产品开发”工作组。国际标准化机构ISO也讨论制订了环境协调和制品的标准,大大推动着国外工业废渣掺合料替代水泥配制高性能预拌混凝土的发展。 近年来,工业废渣掺合料替代水泥配制高性能预拌混凝土在国内得到了大力开发,从国内发达地区如广东、上海、北京等地的一些工业废渣掺合料替代水泥配制高性能预拌混凝土产品看,“利废”和“绿色”概念在一些厂家已经有了深化和发展,国内许多混凝土产品也悄然投入“绿色”行列,并有了一些长足的进步。但从总体上看,发展还不平衡,在推广应用上还没有得到广大消费者足够的重视,因此,出现了发达地区与发展地区在开发、应用上的差距。 五、成果的创造性、先进性 1、本项目研究了广西本地粉煤灰、石粉、锰渣超细粉等工业废渣对混凝土基本性能的影响;选择有代表性的当地锰渣超细粉、粉煤灰、石粉等工业废渣混合使用,以及水泥、骨料和高效减水剂等原材料进行适应性试验,效用叠加,优势互补及相互促进作用,从而能替代较大量的水泥,配制出高性能预拌混凝土。 2、复合利用粉煤灰、石粉、锰渣超细粉、高效减水剂、再生骨料,工业废渣掺合料取代水泥40～60%,再生骨料取代30%天然骨料,外加剂中的组分激发锰渣、粉煤灰、石粉的潜在活性,充分发挥其对混凝土性能的作用,成功制备了C20～C60系列高性能混凝土,其具有良好的工作性能,强度得到良好保证; 3、通过对工业废渣掺合料高性能混凝土进行碳化和氯离子渗透试验,研究分析了影响混凝土抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的主要因素,相较于普通混凝土,工业废渣掺合料高性能混凝土具有较好的抗碳化性和抗氯离子渗透性能。 六、直接经济效益和社会意义 本项目研究利用粉煤灰、石粉、锰渣超细粉等工业废渣作为掺合料替代水泥制备工业废渣掺合料高性能预拌混凝土,消纳了工业废渣,减少了水泥用量,相当于减少了熟料用量,从而减少水泥熟料煅烧用煤、废气排放,以及减少石灰石资源、粘土资源的开采,有效实现了节能减排。项目试验完成后,在南宁同达盛混凝土有限公司预拌混凝土生产线上应用,生产的高性能混凝土完全满足施工要求,取得了良好的经济效益和社会效益。项目实施完成后,可以推广到全区预拌混凝土生产企业,促进广西混凝土技术的可持续发展,提升广西建筑行业的技术含量,为社会经济发展和科技进步作出积极的贡献。 七、推广应用的范围 预拌混凝土是混凝土产业的主要发展方向,各地对预拌混凝土的需求量大大增加,与城镇预拌混凝土量占混凝土总量达50%相比,预拌混凝土的占有率还有极大的提升空间。工业废渣在预拌混凝土中的应用,既可以消纳大量工业废渣,还可以提高预拌混凝土质量,实现资源的再利用,改善城市环境,有助于循环经济发展,有助于城市建设走上可持续发展的良性轨道,具有良好的社会效益、环境效益。项目成功经验和技术具有优良的推广价值。