2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)獎已經(jīng)啟動，歡迎業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位及從業(yè)人員，持續(xù)關(guān)注協(xié)會官方公眾號【混凝土科技獎】的相關(guān)信息。

2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會

混凝土科學(xué)技術(shù)獎?技術(shù)革新類

獲獎項目展示

2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)獎工作于2020年6月啟動，至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目61項。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評，共計39個項目獲獎，包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項，其中“科技進步類”13項、“基礎(chǔ)理論類”2項、“技術(shù)革新類”24項。

 二等獎項目：低敏感多功能化型超塑化劑關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

主要完成單位：科之杰新材料集團有限公司、科之杰新材料集團福建有限公司、廈門市建筑科學(xué)研究院有限公司

主要完成人：鐘麗娜、方云輝、柯余良、陳國榮、林艷梅、蔣卓君、賴華珍

項目概況

聚羧酸系超塑化劑作為建筑外加劑的重要組成部分，具有以下獨特的優(yōu)點：摻量低、減水率高、增強效果好、水泥適應(yīng)性廣、坍落度損失小。近年來天然砂石的匱乏以及國家對礦石資源和環(huán)境保護不斷強化的形勢下，混凝土組分的復(fù)雜化、結(jié)構(gòu)的多樣化、服役環(huán)境的嚴酷化導(dǎo)致混凝土的性能控制越來越難，技術(shù)需要越來越高，傳統(tǒng)的聚羧酸系超塑化劑已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代混凝土生產(chǎn)的需求。

本項目通過聚合物模塊化設(shè)計與分子修飾技術(shù)，采用與丙烯酸競聚率更匹配的有高雙鍵保留率、高活性的乙烯醚類大單體，并引入不飽和酸、不飽和磷酸酯、不飽和羧酸酯或不飽和兩性季磷鹽、微交聯(lián)助劑等物質(zhì)，微交聯(lián)制備具有基團堿激發(fā)多級釋放機制的低敏感多功能化型超塑化劑，突破了聚羧酸系超塑化劑在工程應(yīng)用過程出現(xiàn)的敏感性問題，對解決目前存在的超塑化劑與膠凝材料適應(yīng)性差，坍落度經(jīng)時損失快，和易性差、離析、泌水等問題具有重要意義，達到提高我國混凝土整體質(zhì)量的目的。

本項目研發(fā)目的在于：①通過聚合物模塊化設(shè)計與分子修飾技術(shù)，創(chuàng)建聚合物空間新構(gòu)象，合理控制聚合物的電荷分布與長短側(cè)鏈的接枝密度；同時減少聚醚側(cè)鏈擺動的空間阻力，提高聚醚側(cè)鏈的包裹性和纏繞性，使聚羧酸高性能減水劑具有更高的適應(yīng)性，尤其對于砂石料品質(zhì)差、含泥量高的情況效果顯著。②通過功能可控設(shè)計方法，引入具有堿激發(fā)釋放作用的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使聚合物具有更好的抗插層作用和分散性能，降低混凝土出現(xiàn)離析或坍落度損失快等現(xiàn)象。③運用高效自由基反應(yīng)速率及高效自由基轉(zhuǎn)化率控制技術(shù)，在低溫復(fù)合氧化還原引發(fā)體系下共聚，提高生產(chǎn)效率。④優(yōu)化小試、中試合成生產(chǎn)設(shè)備，解決低溫合成溫度不可控問題，減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本。

主要創(chuàng)新點

1.通過聚合物模塊化設(shè)計與分子修飾技術(shù)，創(chuàng)建聚合物空間新構(gòu)象，提高聚合物的適應(yīng)性。采用高活性雙鍵的乙烯醚類大單體，并引入不飽和酸、不飽和磷酸酯、不飽和羧酸酯或不飽和兩性季磷鹽等物質(zhì)，合理控制聚合物的電荷分布與長短側(cè)鏈的接枝密度；同時由于聚醚大單體分子中的雙鍵為一取代結(jié)構(gòu)，進一步減少了聚醚側(cè)鏈擺動的空間阻力，使得聚醚側(cè)鏈的擺動更加自由，從而提高聚醚側(cè)鏈的包裹性和纏繞性，因此聚羧酸系超塑化劑具有更高的適應(yīng)性，尤其對于砂石料品質(zhì)差、含泥量高的情況效果顯著。

2. 制備微交聯(lián)聚合物，創(chuàng)建基團堿激發(fā)多級釋放機制，提高抗泥性能和緩釋效果。采用功能可控設(shè)計方法，引入不飽和微交聯(lián)助劑等，在聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中引入具有堿激發(fā)釋放作用的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得聚合物具有更大的空間位阻，更好的抗插層作用和分散性能；微交聯(lián)助劑的水解速度比不飽和酯的水解速度慢，在堿性條件下可逐漸釋放出分散基團，形成基團堿激發(fā)多級釋放機制，提高緩釋性，能大大降低混凝土出現(xiàn)離析或坍落度損失快等現(xiàn)象。

3.運用活性可控自由基聚合技術(shù)，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。運用高效自由基反應(yīng)速率及高效自由基轉(zhuǎn)化率控制技術(shù)，采用與丙烯酸競聚率更匹配的有高雙鍵保留率、高活性的乙烯醚類大單體，在低溫復(fù)合氧化還原引發(fā)體系作用下，共聚反應(yīng)更接近理想共聚，反應(yīng)溫度更低，不飽和小單體的滴加時間更短可以大幅縮短反應(yīng)時間和降低反應(yīng)溫度，提高生產(chǎn)效率。

應(yīng)用效果

該項目研究成果在國內(nèi)建設(shè)工程中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)品應(yīng)用于配制清水混凝土、高耐久性混凝土、頂升泵送混凝土等高性能混凝土以及普通混凝土。在民用建筑方面已在福建、廣東、廣西、江西、陜西、河南、云南、四川、重慶、貴州等省份的多家攪拌站中成功應(yīng)用。該項目成果可以替代國外的產(chǎn)品，突破國外技術(shù)封鎖，改變目前聚羧酸系超塑化劑產(chǎn)品單一局面，推進我國混凝土技術(shù)的發(fā)展。