[01638032]高强优质环保型轻集料与混凝土的制备技术及其在结构工程的应用

混凝土具有原料来源广泛，成本低廉，成型方便的优点，是当前最主要的建筑工程材料；但其自重较大的缺点限制了混凝土结构的跨度，且其制备需消耗大量天然集料资源，给自然环境造成了较大负荷。使用轻集料制备混凝土是一条既可有效减轻自重，又可改善混凝土功能性能的技术途径，具有广阔的应用前景。制备高强轻集料混凝土需要使用高强优质轻集料，且其制备需要页岩、粘土等优质原材料，但其发展受到资源日益短缺、开采破坏环境等问题的限制。轻集料具有与普通集料不同的物理、力学性能特点，这使其混凝土的制备和性能与普通混凝土有很大差异，由此产生在混凝土设计、施工和使用性能等技术方面的许多难题，并成为影响和制约该项技术推广应用的重要因素。主要成果：探明轻集料的组成、结构与轻集料性能的关系，掌握了利用淤污泥、粉煤灰等废弃物制备高强优质环保型轻集料的生产工艺与关键技术，并率先工业化生产；提出轻集料强度、水泥石强度、混凝土密度匹配强度设计方法；发明了显著提高混凝土性能的轻集料与水泥石界面结构增强技术；研发出轻集料混凝土均质性控制技术；揭示了轻集料混凝土的脆性破坏机理，开发出增韧改性技术，提高和改善了轻集料混凝土的韧性以及弹性模量、徐变、干缩等性能；提出高强轻集料混凝土结构梯度设计技术，发明了预应力混凝土构件组成梯度设计方法，发明了轻集料混凝土钢箱梁桥面铺装方法，显著改善了轻集料混凝土的结构性能；发明了轻集料混凝土均质性评价方法与装备，掌握了轻集料混凝土超高、超长距离均质泵送技术和施工工艺与质量监控技术。本技术成果已成功应用于京珠高速公路汉江大桥、武汉证券大厦等一批有影响的重点工程，已产生逾5000万元的直接经济效益与显著的社会效益，成果大大推动了该项技术的发展与应用，提高了本领域的科学技术水平。获国家授权专利6项，出版专著1部，参编著作1部，公开发表论文40余篇，被SCI、EI收录引用18篇次。