本项目分别取得了采用粉煤灰取代部分含量较高的机制砂制备泵送混凝土的技术和采用粉煤灰填充含量较高的机制砂的基础上再内掺适量的1000目的细石粉技术制备泵送混凝,以上技术措施可有效改善高石粉含量机制砂泵送混凝土的和易性,能够完全满足泵送混凝土施工的需要,同时提高混凝土各龄期的强度,增强混凝土抗氯离子渗透性和抗冻性等耐久性能。第二项技术是针对于水洗机制砂可以采用外掺一定数量细度为600目以下的粗石粉并掺加适量粉煤灰的技术措施制备不同强度等级的泵送混凝土。本项目解决了机制砂存在石粉含量高,机制砂过粗,级配不合理,而导致采用机制砂制备的泵送混凝土其流动性差,扩展度小,离析泌水,可泵性差,而导致无法进行泵送施工的的技术难题。
 
    该成果申请发明了一项国家专利“一种机制砂泵送混凝土及其制备方法”,专利号201710374846.5. 该成果具有以下创新性:(1)采用一定数量的粉煤灰填充机制砂的技术可用于制备细度模数大于3.0、石粉含量在10%以上的机制砂泵送混凝土;(2)采用粉煤灰填充机制砂和内掺适量的1000细石粉复合技术,以及石粉外掺技术可以制备坍落度在200mm以上,扩展度在550mm以上泵送混凝土。(3)对于水洗的现场机制砂采用以40%的粉煤灰取代水泥并外掺600目粗石粉可制备坍落度值大于200mm,扩展度在500mm以上,而且具有较好的粘聚性的泵送混凝土。本项目成果以上的技术特点,不仅从根本上解决机制砂制备泵送混凝土存在的流动性差,扩展度小,离析泌水,可泵性差,而导致无法进行泵送施工的的技术难题,从根本上解决目前我国天然砂资源匮乏的局面,并在理论上有所突破。
    本项目是通过摸索机制砂中的石粉含量、机制砂的粗细程度对泵送混凝土配合比以及性能的影响规律的基础上研究了采用以粉煤灰填充机制砂的技术解决机制砂过粗造成的泵送混凝土的离析和泌水等问题,通过研究粉煤灰取代机制砂的掺量对泵送混凝土和易性的影响规律,确定粉煤灰取代机制砂的合理范围。此外通过探讨内掺细石粉和外掺粗石粉对机制砂水泥基复合材料(砂浆、混凝土)的工作性、力学性能、耐久性以及界面结构和水化产物的影响规律,探索掺加石粉改善机制砂混凝土和易性的可行性。因此本项目技术是在大量的试验基础上取得的,并经过中铁十九局集团成都至贵阳铁路现场泵送混凝土施工应用的验证,证明以上技术稳定性好,可靠性强,能满足泵送混凝土的施工需要。另外将机制砂填充技术分别在河北福威建材科技有限公司和石家庄金隅旭成混凝土有限公司进行了应用推广,应用结果表明采用以上技术所制备的泵送混凝土和易性好,而且工艺简单,重复性好,独占性强。
    以粉煤灰填充机制砂的制备泵送混凝土的技术”一方面可节省一定数量的水泥,另外由于掺入的粉煤灰的填充效应可减水减水剂的用量,因此可使混凝土的成本降低。 计算表明采用粉煤灰填充机制砂技术制备的C30泵送混凝土的价格为267.09元/m3,而采用原来配合比的混凝土成本为276.43元/m3,使用该技术可降低混凝土成本9.34元/m3。可见该技术经济效益显著。另外,采用以上技术大大改善了机制砂泵送混凝土的和易性,满足了泵送混凝土的施工需要,解决了机制砂直接应用泵送混凝土的技术难题。此外。机制砂可利用施工中石方开挖废弃物以及建筑垃圾进行加工生产,因此可减少对天然矿石资源的开采,有利于保护环境和矿山资源。另外研究成果对解决天然砂匾乏地区配制混凝土的砂源问题,为机制砂代替天然砂,提高我国机制砂混凝土应用水平,支持我国基本建设持续发展,保护生态环境等具有重要的意义,因此具有明显的社会效益。
    本项目通过大量的试验基础上获得了采用石粉含量较高的机制砂和水洗机制砂泵送混凝土改善混凝土和易性的关键技术。该技术经过了采用贵州项目部现场机制砂的应用验证,得出对于石粉含量为13.1%的机制砂和水洗机制砂,制备了具有较好和易性的C30、C35、C40、C45和C50 泵送混凝土,当以30%和20%的粉煤灰取代水泥后,以上强度等级相应粉煤灰取代机制砂的最佳取代比例为别8%、7%、6%、5%和3%,1000目的细石粉取代胶材的比例为10%,8%,7%,6%、6%。当掺加40%的粉煤灰时,C30、C35、C40、C45 水洗机制砂泵送混凝土外掺石粉的最佳数量分别为胶材的5%,4%,3%,3%。以上技术在石家庄金隅旭升混凝土有限公司进行了应用推广,证明我们的技术工艺简单,技术效果好,可以完全替代天然机制砂,因此可持续好,具有广阔的应用前景。
    目前,国内外对机制砂应用于制备泵送混凝土的技术方法通常是将机制砂与天然河砂进行复配后使用,其缺点是还要使用部分天然砂,该方法虽然可减少天然砂的用量,但无法彻底解决目前我国天然砂资源匮乏的问题。本项目主要应用于建筑材料领域中土木工程混凝土的泵送施工。其技术原理是利用粉煤灰和石粉的级配效应理论,以细颗粒的粉煤灰填充机制砂的空隙,改善机制砂的级配,减小机制砂的细度模数。以石粉填充胶凝材料的空隙,减少混凝土拌合物的用水量来改善混凝土的和易性,从而满足泵送混凝土的施工需要以上的技术特点,不仅从根本上解决机制砂制备泵送混凝土存在的流动性差,扩展度小,离析泌水,可泵性差,而导致无法进行泵送施工的的技术难题,而且不再使用天然砂,从根本上解决目前我国天然砂资源匮乏的局面,并在理论上有所突破,该技术达到了国内领先水平。
    03、功能级:关键功能分析目前能够做到
 
    目前,国内外对机制砂应用于制备泵送混凝土的技术方法通常是将机制砂与天然河砂进行复配后使用,其缺点是还要使用部分天然砂,该方法虽然可减少天然砂的用量,但无法彻底解决目前我国天然砂资源匮乏的问题。而该项目技术成果可以完全采用机制砂取代天然砂,且节省水泥和外加剂的用量,因此可降低混凝土的成本。以C30机制砂泵送混凝土为例,根据目前各种材料的市售价格,我们对采用粉煤灰取代机制砂技术制备的机制砂泵送混凝土的成本和石家庄金隅旭成混凝土有限公司供应C30机制砂泵送混凝土的成本进行分析计算,可得出节省成本9.34元/m3,如果泵送混凝土100万m3,可计算出节省资金为934万元,每年创造利润为467万元左右。因此该技术具有明显经济效益。如果将该技术推广应用至全省甚至全国范围内,将产生巨大的经济效益。
    本项目研发的以粉煤灰填充机制砂以及与内掺细石粉相结合技术材料来源广泛中的推广应用提供了一条有效的途径。尤其是对隧道、地下、海工、水工等土木工程建设和基础设施建设具有重要的实际意义、广阔的应用价值与前景。产品策略是:引入期:采取快速渗透策略,以低价格和高促销费用推出新技技术的成长期。根据用户需求和相关市场信息,不断提高技术质量,满足用户多样化需求;技术的成熟期:改进技术品质和服务,加强上下游的合作,形成相对稳定的物流链,尽快走上良性发展道路。本技术的价格策略是在新技术引入期,采取渗透定价策略,把新技术价格定得相对较低,以吸引大量顾客,提高市场占有率。在技术成熟期,采取差别定价策略,对不同技术分别制定不同的价格。采用互联网营销渠道和传统线下营销渠道相结合渠道策略。
    本项目研发的粉煤灰填充机制砂技术以及掺加细石粉改善机制砂混凝土和易性的技术工艺简单,成本低廉,为机制砂在泵送混凝土中大大力应用提供了一条有效的技术措施。不仅能提高机制砂混凝土的和易性,而且提高强度和耐久性。按照目前的市场价格,本技术可节省混凝土的成本约9元/m3本技术主要可以通过用户推荐、网上销售以及企业和高校对接等渠道进行技术推广。目前,本技术已经稳定成熟、有中铁十九局集团有限公司和石家庄金隅旭升混凝土等公司用户。中铁十九局集团有限公司是国家铁路工程施工总承包特级企业,是一支集铁路、公路、市政、桥梁、隧道、深基础、工业与民用建筑、水利水电、机场、港口码头、矿山、建筑与机械设备安装、土石方工程施工于一体的大型综合施工企业。该集团具有雄厚的实力,保证本产品的试用以及稳定投向市场。