2017科学技术奖公示内容-葛洲坝集团.PDF

2017 年度省科学技术奖公示内容 一、项目名称 混凝土材料高韧化和结构服役性能提升关键技术 二、项目简介 大型混凝土结构开裂现象十分普遍，对结构服役性能造成了严重影响。由于 传统混凝土材料所固有的脆性特征以及结构修复中新老混凝土界面的粘结问题， 一直是制约各种混凝土工程安全服役和改建、扩建、分建、续建及加固改造质量 的世界性技术难题。一些重点大型结构，如南水北调丹江口大坝加高工程等都严 峻地面临着混凝土开裂及修复的关键问题，没有成熟经验可以借鉴，因此迫切需 要解决混凝土开裂控制及有效修复的核心技术问题混凝土增韧防裂和结构修 复施工的关键技术，进而大幅提升各类基础设施的修建质量和服役性能。在历时 10 余年的技术攻关过程中，本项目团队通过系统深入地研究，自主研发了能满 足不同控裂要求的超高韧性纤维混凝土新材料、规模化工业生产制备方法以及新 材料施工关键技术，实现了对新建或既有大型结构服役性能的显著提升，完成了 高韧性混凝土材料、关键施工技术与工艺、基本性能指标测试技术及工程应用等 方面的系统创新，保证了相关重点工程的顺利建成。主要技术发明与材料性能测 试技术创新成果如下： 1. 基于随机模型发明了极限拉伸应变稳定达到 3% 以上的超高韧性水泥基复合 材料UHTCC ，抗压强度达30 至80 MPa ，断裂能达5370 N/m ，极限拉伸应 变为普通混凝土的300 倍以上。在国际上建立了首条UHTCC 自动化生产线， 为大型工程结构裂缝控制提供了关键材料保障。 2. 基于流变学和微观力学原理发明了能用于喷射的UHTCC 及其喷射工艺，具 有施工快速连续、材料自密实及最大效率利用等特点，实现了待喷射加固混 凝土结构的定量化增强和控裂。 3. 发明了基于标准粗糙度的混凝土粘结强度试验方法和混凝土断裂试验起裂 荷载测试方法，研制了高精度混凝土断裂试验系统，建立了实用价值很强的 界面粘结性能试验数据库，并完整揭示了界面粘结机理。 4. 创建了新老混凝土“双因素应力平衡”界面粘结模型，发明了粘结高效且应变 性强的新老混凝土结合界面密合剂，将界面粘结材料设计成超缓凝、体积变 形小、强度增长迅速的密合层。 本技术发明在土木与水利工程领域具有很显著的技术创新性，已授权国家发 明专利7 项，制定国家工法1 部，发表SCI 论文20 余篇、EI 论文100 余篇。这 些成果经国家自然科学基金委、国务院南水北调办公室等组织同行专家鉴定和评 审，认为具有创新性和广泛应用前景。已成功应用到桥梁、大坝、隧道、建筑等 不同工程领域，为行业技术进步提供了基础性新材料和关键新技术，取得了巨大 的社会和经济效益。 三、第三方评价 2008 年3 月，超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)通过了国务院南水北调工程 建设委员会办公室在北京组织的包括了我国著名的水电专家、两院院士潘家铮教 授，中国工程院院士郑守仁总工程师和中国工程院院士朱伯芳教授，我国著名设 计大师高安泽总工、林昭总工等国内水利行业著名专家参加的研究成果专家评 审，认为研究成果“具有创新性，有较广泛的推广应用前景。”认为研制的UHTCC 新材料“具有极限拉应变不小于3%的高韧性，实现了混凝土裂缝无害化，同时 在抗冻、抗渗抗疲劳等性能方面具有较强的优越性”。 以张勇传院士为鉴定委员会主任委员，茆智院士、湖北省水利厅总工程师陈 斌教高、南水北调中线水源有限责任公司总工程师张小厅教高等 9 人为委员的 鉴定委员会，对该成果进行了鉴定，认为该项目成果“解决了新老混凝土由于性 能差异导致变形不协调而开裂的问题。”“达到国际领先水平。” 中国工程院、美国国家工程院和印度国家工程院院士，混凝土材料与工程领 域内国际著名专家Surendra P. Shah 院士认为“本成果已先后在三峡水利枢纽、 南水北调中线水源工程丹江口大坝等工程中得到应用，……取得了良好的实施效 果，经济效益和社会意义十分显著。” 四、直接经济效益 完成单位近三年直接经济效益（单位：万元） 2014 年 2015 年 2016 年 单位名称 销售收 税 利 销售收 税 利 销售收 税 利 入