2023年3月26日，中國混凝土與水泥制品協(xié)會組織召開了由北京工業(yè)大學、北京建工新型建材有限責任公司、北京可耐可特新材料有限公司、中國建筑科學研究院有限公司完成的“復雜環(huán)境下地下工程混凝土關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應用”線上科技成果鑒定會。
本次成果鑒定委員會主任委員中國工程院院士東南大學劉加平教授、副主任委員中國建材集團有限公司戰(zhàn)略發(fā)展部總經(jīng)理郅曉正高、深圳大學董必欽教授、蘭州理工大學張云升教授、中國混凝土與水泥制品協(xié)會預拌混凝土分會秘書長師海霞正高、中建一局集團建設(shè)發(fā)展有限公司總工程師周予啟正高、北京住總第一開發(fā)建設(shè)有限公司副總經(jīng)理趙永生正高等鑒定委員會專家審閱了鑒定資料，聽取了項目組的工作報告、研究成果報告、項目應用考察報告，并對成果完成單位和考察報告內(nèi)容進行質(zhì)詢，最后討論形成了成果鑒定結(jié)論。
北京工業(yè)大學科技發(fā)展院副院長李洪義教授在致辭中對各位專家表示熱烈歡迎。李洪義教授介紹北京工業(yè)大學于1960年建校，一直以來非常重視科研，尤其是在服務(wù)北京國際科技創(chuàng)新建設(shè)，在基礎(chǔ)研究方面完成了多項國家基金項目。本項由北京工業(yè)大學牽頭，集北京建工新型建材有限責任公司、北京可耐可特新材料有限公司、中國建筑科學研究院有限公司共同完成，依托了多個國家重點研發(fā)計劃，歷經(jīng)十余年，開展了地下環(huán)境混凝土工作性和可泵性調(diào)控方法的研究，揭示了地下混凝土滲裂機制，研發(fā)了抗?jié)B抗裂系列功能材料，取得了一定的成果。項目應用在包括北京大興國際機場在內(nèi)的多個重大工程，提升了地下混凝土工程服役的性能。最后，李洪義教授表示，希望能借本次科技成果鑒定會的機會，多多聽取各位專家的寶貴意見，并預祝本次鑒定會取得圓滿成功。
北京工業(yè)大學通州校區(qū)主任李悅教授匯報了本項目研究工作及科技成果。近年來，我國地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為地下工程建設(shè)規(guī)模和建設(shè)速度第一大國。截至2022年底，我國地鐵運營里程已達8013公里，車站建成數(shù)量突破5000座，北京地鐵運營里程達761公里。北京目前地下空間的利用面積已經(jīng)達到9600萬平方米，而且全市的地下空間平均每年增加的建筑面積約300萬平方米。到2035年，北京地下綜合管廊從目前的200多公里增加到450公里等。相比地上工程，地下工程混凝土結(jié)構(gòu)存在施工難度高、隱蔽性強、荷載作用大、環(huán)境腐蝕性強等多重問題；結(jié)構(gòu)滲裂是地下建筑的通病，滲漏問題會加速水體入滲、加劇鋼筋腐蝕，嚴重影響運維成本和建筑安全。攻克混凝土材料增韌防裂與結(jié)構(gòu)控裂技術(shù)、提升地下建筑各類基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量和使用壽命，是復雜環(huán)境下地下工程混凝土迫切需要解決的核心問題。
▲本項目技術(shù)路線
一、地下混凝土流動性與可泵性設(shè)計與調(diào)控方法
項目組就地下結(jié)構(gòu)用重混凝土配合比設(shè)計和性能展開了深入研究，探明關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)對重混凝土表觀密度的影響機制，實現(xiàn)重混凝土工作性和力學性能協(xié)同提升；對混凝土流動性建立了數(shù)值模擬，實現(xiàn)混凝土常規(guī)流動度指標的可預測性；研發(fā)了混凝土流動性試驗裝置，并提出了快速評價方法；深入研究了泵送混凝土流變性能及硬化性能演變機制，探明了泵送工藝對混凝土流變參數(shù)及硬化性能的影響機制和泵送前后混凝土微觀力學性能及微結(jié)構(gòu)演變機制，實現(xiàn)了泵送混凝土泵后性能的可預測性；綜合提出了泵送混凝土原材料性能要求及多元指標控制體系，指導了高壓長時脈沖泵送混凝土的設(shè)計、性能評價與泵送施工。
▲混凝土可泵性評價方法與指標控制體系
二、提升地下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵理論、材料與技術(shù)方法
系統(tǒng)研究了材料組成、溫濕度、多因素耦合、泵送等多因素對地下混凝土滲裂的影響；研發(fā)了地下混凝土開裂新型檢測裝置與技術(shù)；研發(fā)了多因素作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命預測，實現(xiàn)一級、二級、三級裂縫控制等級構(gòu)件的壽命預測；系統(tǒng)研究了水泥基滲透結(jié)晶材料(CCCW)、高級脂肪酸鹽、膨脹劑、MOF減縮劑、抗硫酸鹽侵蝕的混凝土外加劑、高抗銹蝕鋼筋混凝土材料等因素，研發(fā)了改善地下混凝土抗?jié)B裂性能的系列功能材料；通過原位納米增韌技術(shù)（碳納米管）、集料增韌技術(shù)（橡膠粉和高鈦重礦渣）、纖維增韌技術(shù)，形成了多層次多尺度增韌技術(shù)；建立了多場耦合作用下混凝土早期開裂風險預測模型，通過遺傳算法-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配合比，形成了多技術(shù)匹配、使役性能協(xié)同提升的地下混凝土抗裂、調(diào)強與增韌協(xié)同設(shè)計方法。
▲提升地下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵理論、材料與技術(shù)方法
三、多種類型典型地下混凝土設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究
建立了硬化混凝土中原始水灰比、原始水泥用量、粗細集料用量、磨細礦渣含量、粉煤灰含量、減水劑的種類及含量的測定方法，系統(tǒng)形成了地下硬化混凝土原始組成溯源分析方法；針對盾構(gòu)管片、綜合管廊與二次襯砌、大體積底板和側(cè)墻、承臺和樁基礎(chǔ)以及重混凝土在底板和側(cè)墻的多種類型典型，展開了地下混凝土設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究。
▲多種類型典型地下混凝土設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究
項目成果成功應用于北京大興國際機場（指廊區(qū)地下長墻、航站樓底板和南航基地抗浮底板）、北京城市副中心/北京通州文旅區(qū)綜合管廊、北京城市副中心站/北京蘋果園交通樞紐地下工程、北京冬奧項目-張家口崇禮區(qū)太子城冰雪小鎮(zhèn)會展酒店（重混凝土）、北京永定河特大橋等多項重點工程。
▲工程應用（部分）
鑒定委員會專家周予啟正高、趙永生正高在北京建工新型建材公司建威分公司總工程師黃愛菊、北京建工集團工人體育場改造復建項目總工王猛的陪同下，考察了京沈客專星火站樞紐工程項目和北京工人體育場改造復建項目，并聽取了項目情況介紹。
京沈客專星火站樞紐站混凝土工程涉及從C15至C55不同強度等級的混凝土，存在體量大、施工技術(shù)復雜以及交叉施工干擾多等特點與難點。項目組研究成果應用于星火站的橋涵路基、結(jié)構(gòu)主體、聲屏障基礎(chǔ)板和U型槽封閉型結(jié)構(gòu)等。本工程混凝土有較高的耐久性要求，除了滿足混凝土的抗壓強度、堿含量以及氯離子含量指標外，同時還要求抗凍性指數(shù)、氯離子擴散系數(shù)、平均氣泡間距系數(shù)以及電通量等指標。該混凝土施工后外觀良好，未見有害裂縫。
北京工人體育場改造復建項目（一期）工程位于北京市朝陽區(qū)工人體育場北路。建筑面積約38.5萬m3，地上約10.7萬m3、地下約27.8萬m3。其中主場館地上6層，地下2層、體育場配套地下3層。該工程現(xiàn)場澆筑了18萬m3的清水混凝土，澆筑完畢后在混凝土表面涂刷4層保護劑，不采用任何裝飾，外觀平整，顏色均勻，未見有害裂縫，是國內(nèi)清水混凝土工藝應用規(guī)模最大的單體建筑。其中連接不同層次看臺的16座樓梯表面光潔、線條流暢，實現(xiàn)了莊重素雅的裝飾效果。
兩項工程應用了項目組的研究成果，混凝土工程質(zhì)量優(yōu)異，成果應用情況真實。
▲項目工程應用——北京工人體育場改造復建項目（一期）
各位專家也分別在對項目進行了質(zhì)詢后進行了認真的討論，并形成了鑒定結(jié)論。
北京建工新型建材有限責任公司總工程師陳喜旺正高由衷感謝各位專家獻智獻策，對研究成果給予中肯且有創(chuàng)造性的建議。
本次會審結(jié)束后，協(xié)會將對成果鑒定結(jié)果進行公示，公示5天后，如無異議，將向成果完成單位頒發(fā)《科技成果鑒定書》。
