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建材科研开发

主要科研项目推介

1、混凝土结构安全服役监测系统的推广应用
混凝土结构安全服役监测系统针针对混凝土结构工程监测需求,研制与混凝土相容好、适合于大型基础设施监测的水泥基压电复合材料及其传感器;开发大规模布置传感器的优化方法及其传感网络技术;建立一种适合于大型基础设施的智能监测集成系统,并发展结构损伤的监测方法,以实现对重点混凝土基础设施的监测。此检测系统已获得国家发明专利10余项,2015年获中国建筑材料联合会·中国硅酸盐学会建筑材料科学技术发明一等奖1项; 2009年获中国建筑材料联合会·中国硅酸盐学会建筑材料科学技术奖二等奖1项;其他省部级奖励5项。目前,已有少数重要混凝土工程采用自动监测系统,以对结构的损伤进行实时监测与预警,如美国主跨440 m的Sunshine Skyway Bridge斜拉桥,香港的青马大桥,内地的虎门大桥、江阴长江大桥等。
2、金属尾矿胶结回填采空区研究及产品开发
由于不同的金属尾矿,成分、矿物组成、颗粒细度、所含杂质均有较大差别,需要根据土壤加固的基本原理,综合水泥基材料的水化硬化和化学激发胶凝材料的机理,利用化学反应的组合效应和反应速度控制理论,设计符合金属尾矿特点的固化方案,形成一系列的成熟的固化技术方案采用自主开发的金属尾矿固化剂对金属尾矿进行固化处理,固化体3d无侧限抗压强度不低于0.5MPa,7d无侧限抗压强度不低于1.0MPa,28d无侧限抗压强度不低于2.0MPa。目前已利用铁尾矿开发出和睦山铁矿专用固化剂MG-601、白象山铁矿专用固化剂MG-602、铜陵硫铁矿专业固化剂AT-2。并获得授权 “铁矿尾砂固化剂、含该固化剂的铁矿全尾砂胶结组合物及其在矿山采空区的应用”(专利号:ZL201310149250.7)
3、新型绿色室内装饰板的开发与应用
将低品位硅藻土经有效预处理后,掺加硅质、钙质原料及增强纤维制成轻质高强、净化室内空气、防火调湿的新型绿色板材。该板材具有吸附室内有毒有害气体(如甲醛、挥发性有机化合物等)、阻燃、自洁、防潮隔热、隔音、使用寿命长、色彩柔和且能自由定制等环保功能;添加钙质、硅质原料和增强纤维以改善产品的强度和耐久性;利用预处理工艺以改善产品的吸附性等性能。此板材对今后绿色建筑行业的发展具有深刻的意义。
4、O-Sepa高效选粉机
O-Sepa高效选粉机广泛应用于水泥粉磨系统,通过对选粉机转子叶片进行新翼型创新设计;在转子内部创新设计涡流打散器;选粉机导风叶片的翼型形状、固定设置、15°分布角度的创新设计改进后,选粉机分选能力提高,切割粒径稳定,粗粉误选减少(旁通值减少)。当选粉气流中物料浓度增加时,切割粒径不变;吨水泥粉磨电耗降低10kwh;主轴电机运行电流低于额定电流60%,节能效果明显;风机电机运行电流低于额定电流60%,节能效果明显;选粉机使用过程中误操作现象消除。经查新,创新改进后的O-Sepa选粉机性能和技术指标处于国内先进水平。2011年荣获陕西省科学技术三等奖。
5、红外辐射陶瓷材料的设计、制备及其在热工炉窑中的节能应用
红外辐射陶瓷材料是一类有着良好热辐射性能的功能材料,具有增大热辐射、强化传热的作用,原因在于其辐射率≥0.9。由辐射传热公式可知,高温下炉壁向被加热工件的辐射传热量与其辐射率成正比。目前国产炉窑的内壁多为高铝砖、氧化铝纤维砖等材质,其辐射率一般小于0.5~0.6,当炉窑内壁涂覆一层辐射率≥0.9 的高辐射率涂层后,传热效率会成倍提高,可以强化热源与受热面或受热体之间的辐射热交换,从而达到提高炉子热利用率以及节约能源的目的。
我院主要研究红外辐射陶瓷材料的设计、制备技术包括:“氧化物红外辐射陶瓷粉体制备技术”以及“辐射节能涂料的制备及涂覆技术”。 工业节能应用技术包括:针对两类主流热工炉窑设备,即陶瓷烧成窑和高温热风炉,通过纳米陶瓷涂层材料的强化辐射传热作用,实现节能;进而优化并提升纳米涂层材料的应用技术,建立其辐射节能机制并实现长效过程节能。
6、建筑垃圾综合利用
利用建筑垃圾分选出再生骨料,通过水洗筛分去除表面的水泥砂浆,提高再生骨料的强度,并将建筑垃圾分选出混凝土块再生骨料和碎砖瓦再生骨料分别用于制作不同强度等级的混凝土。我们生产的再生粗骨料达到《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177-2010)中Ⅰ、Ⅱ指标;实现了建筑垃圾再生粗骨料100%替代天然骨料;同时,利用再生骨料制备的混凝土强度可以达到C25~C60,符合工程标准《再生骨料应用技术规程》(JGJ/T 240-2011)。还将再生骨料应用到建筑预制构件技术中。我们将建筑垃圾分选出的骨料,制成住宅楼房墙板、工业厂房墙板、围墙墙板、墙柱等建筑材料。近两年来,先后为西安恒通驾校、中建四公司等十几家公司提供超过2万余平方米的围墙板材,质量安全可靠,应用效果十分显着。此研究先后获得“一种均衡卸料运输车”和“一种多级垃圾筛分清洗机”“一种垃圾筛分清洗机”三个实用新型专利。