2020年度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评审结果近日发布。由天津金隅混凝土有限公司、北京建筑材料科学研究总院有限公司、北京金隅水泥节能科技有限公司、北京冀东（唐山）混凝土环保科技集团有限公司、北京建筑材料检验研究院有限公司等为主要完成单位的高强高性能混凝土超高泵送及顶升关键技术开发与应用项目荣获科技进步类二等奖。
该项目获奖的原因是什么？涉及哪些关键技术？将给混凝土行业发展带来什么影响？近日，中国建材信息总网就上述问题专访了该项目主要负责人、天津金隅混凝土有限公司副总工程师陈军亮。
高强高性能混凝土符合现代建筑发展趋势
据介绍，该项目属于无机非金属材料领域，涉及超高层泵送高强高性能混凝土研发与实际工程应用技术。
超高层建筑的兴起对我国建设工程进步起了巨大的推动作用，超高层建筑一般具有独特的造型设计，促使建筑施工水平再上新台阶，同时对泵送混凝土施工技术提出更高要求，主要体现在混凝土高强、高匀质性、高耐久性要求，混凝土泵送设备提升和管路铺设优化及混凝土供应连续性保障等各方面的技术集成。
图为C80钢管柱第一次浇筑。
“高强高性能混凝土符合现代建筑发展趋势需求，具有高附加值和绿色建材特色。金隅集团混凝土板块多年来一直致力于该方向的研发与应用。根据目前国内外的应用情况，C80高性能混凝土在我国北方超高层建筑上采取自下而上顶升工艺进行浇筑，混凝土强度等级、施工难度及高度均属国内领先水平。”陈军亮在接受中国建材信息总网采访时表示，结合世界第九高楼天津周大福金融中心项目（主塔楼地下4层、地上100层，设计高度530米，其中外框钢管柱采用C80混凝土泵送顶升浇筑，最大高度300米；单次顶升平均高度约30米，单根钢管柱方量约125 立方米）在天津市滨海新区的落地生根，公司紧跟行业发展和市场需求，率先实施了模拟垂直高度880米的水平盘管实验进行验证。
据陈军亮介绍，在前期科研基础上，天津金隅混凝土有限公司联合北京建筑材料科学研究总院有限公司、北京金隅水泥节能科技有限公司、金隅冀东（唐山）混凝土环保科技集团有限公司、北京建筑材料检验研究院有限公司率先申报并获批2015年、2016年金隅集团重点科研项目，并结合所承接的周大福金融中心项目开展实施，对该项目进行专项研究，从共性关键技术研究入手，攻关高强高性能混凝土配合比设计与优化、性能调控、超高层泵送施工与工程应用成套技术，实现了在我国北方气候条件下C80混凝土在超高层建筑上采取顶升工艺大体量浇筑。
夜以继日攻克项目难题
据了解，该项目研发了四组分胶凝材料体系，建立了骨料粒形和坚固性优选方法，形成了浆体体积与骨料体积最佳配伍，成功制备出C80、C130高强高性能混凝土；攻克了高温条件下混凝土工作性保持及低温条件下强度增长的难题，建立了 -15℃~35℃环境下混凝土性能调控技术体系，实现了大方量、跨季节高强高性能混凝土的连续稳定施工；建立了材料参数、泵送压力和泵送高度之间的关系，发明了智能化配合比系统和生产远程监测系统，解决了高强高性能混凝土超高泵送、顶升施工的难题，在很多方面实现了技术创新。
图为核心筒突破400米。
“该项目能取得如此多的科技创新成果并获奖，来之不易。背后是我们项目团队付出的诸多艰辛和努力。”陈军亮表情凝重地说。
陈军亮告诉中国建材信息总网，该项目进行过程中，他们碰到了很多难题和困难，如高强高性能混凝土胶凝材料用量大、水胶比低，粘着系数和速度系数随之增大，超高层泵送压力高，泵送难度系数大。为解决此难题，该项目团队从基础落实，建立了材料参数、泵送压力和泵送高度之间的关系，发明了智能化配合比系统和生产远程监测系统。同时，还解决了高强高性能混凝土超高泵送、顶升施工的难题，尤其是打破了300m以上泵送堵泵的魔咒。
面对高强高性能混凝土超高层泵送后坍落度与扩展度泵送损失、高流动性混凝土的匀质性保证难题，该项目团队通过选用优质矿物掺合料，确定外加剂和掺合料的最佳替代掺量；通过调整外加剂组分、骨料粒形、混凝土浆体量等措施，降低混凝土坍落扩展度的经时损失。
在陈军亮看来，最大的困境应该是施工应用过程经历冬期-15 ℃和夏季35℃混凝土超高泵送施工养护条件，而且到目前为止，未曾有类似案例可供参考。但该项目团队面对困难，毫不畏惧，夜以继日努力攻关。最终，通过复配开发高强高性能混凝土超高层泵用专用外加剂，建立-15℃~35℃环境下混凝土性能调控技术体系，解决了高温条件下混凝土工作性保持及低温条件下强度增长的难题，实现了大方量、跨季节高强高性能混凝土的连续稳定施工。
项目应用取得显著经济和社会效益
据悉，该项目成果已在天津周大福金融中心（高530米）、中钢天津响螺湾、天津平泰大厦等多项超高层建设工程中应用，并取得了显著的经济和社会效益。
图为周大福主体封顶时，陈军亮（左四）和团队成员合影。
中国建筑材料联合会鉴定专家委员也一致认为，该项目成果总体达到国际先进水平，其中300米高度C80高性能混凝土的泵送顶升技术、高强混凝土的温度敏感性控制技术达到国际领先水平。
陈军亮介绍说，该项目成果对我国不同地域原材料、不同气候环境具有良好的适应性，能够满足不同结构类型、各种强度等级的混凝土制备要求，所制备的混凝土泵送性能、抗裂性能优异，创造了高强高性能混凝土在超高层建筑的实际应用。
截至目前，该项目已获授权发明专利3件、实用新型专利3件、软件著作权 2 件。
高强高性能混凝土超高泵送及顶升关键技术开发与应用项目以“高性能、高质量、绿色化”为目标，满足繁华商业区超高层建筑需求，现代社会进步和生态环境效益显著；成果涉及新产品和新技术的研发与工程化应用，提高了超高层建筑混凝土工程的施工质量和施工效率，在建材行业相关领域具有指导和引领作用。
据了解，我国高强高性能混凝土在研制和应用方面都取得了一定成果，但尚有一些关键问题有待进一步探索。该项目的顺利完成和应用示范是天津金隅混凝土有限公司技术实力提升及行业发展的一个新里程，项目成果中混凝土抗裂和满足长距离泵送的特性可持续向大跨度桥梁、高速公路等关系到民生进步和社会发展的方向实施应用。
“此次获奖是对金隅品牌及天津金隅混凝土有限公司的认可。”陈军亮欣喜地说，2021年是“十四五”规划开局之年，企业是科技成果实践的最佳基地，天津金隅混凝土有限公司积极响应习近平总书记关于科技创新的重要论述，以科技创新引领绿色发展，加速科技成果转化落地，向混凝土企业节能降耗、建材行业智能化、信息化方向发展落实，改善居住环境，开拓行业发展新局面。
