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最新专利发布!混凝土材料大变革?能减重 50%、固碳 40%、 耐 700℃高温
来源:国家知识产权局专利公告、企业技术白皮书、中国建筑科学研究院测试报告 | 作者:混凝土188 | 发布时间: 2025-04-23 | 201 次浏览 | 分享到:
在建筑业碳减排压力与技术升级需求的双重驱动下,混凝土材料正经历着前所未有的革新。今日,中建西部建设、宁夏宝丰能源、中交一公局等企业多个专利获批公开,这些以“固碳、耐高温、轻质化”为核心的技术突破,为混凝土行业开辟了绿色转型的新路径。

下面,让我们一同深入了解这些“黑科技”。

01

         固碳清水混凝土:建筑垃圾“变废为宝”

中建西部建设研发的“改性再生骨料固碳清水混凝土”专利,是其针对再生骨料改性处理成本高的技术难题而提出的一种创新解决方案。该专利通过碱激发工业固废复合粉与固碳剂的协同作用,成功将废弃混凝土、钢渣等工业废料转化为优质再生骨料。

图源中国商品混凝土网,图文无关

其核心突破在于:一是固碳能力,该技术能够在水化反应中吸收CO₂,形成稳定碳酸盐,单立方混凝土固碳量达80kg,碳排放降低40%。

是性能优化,表面改性技术使再生骨料吸水率从12%降至5%,强度提升20%,可直接用于清水混凝土浇筑。

三是工艺简化,该专利省去传统再生骨料“破碎-筛分-清洗”的复杂流程,生产效率提高30%。

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专利摘要进一步详细展示了该技术的原料组成:包括磷渣、工业固废复合粉、普通硅酸盐水泥、再生砂、再生碎石、水、外加剂、固碳剂和GU脱模剂等。通过将这些原料按照一定比例混合,再经过特定的制备工艺,即可得到改性再生骨料固碳清水混凝土。

据国家知识产权局专利公告显示,该技术已在成都某装配式建筑示范项目中成功应用。该项目外墙施工因免抹灰工艺节省了15天工期,且通过第三方检测认证,碳排放强度较传统工艺降低42%

02

         耐高温混凝土:700℃下的钢筋铁骨

宁夏宝丰能源研发的C30泵送耐高温混凝土,打破了传统混凝土遇火易开裂的局限。

其专利摘要详细描述了该混凝土的制备方法:首先是材料的准备;然后将玄武岩碎石、玄武岩机制砂、天然砂进行搅拌混合,随后加入水泥、粉煤灰、矿粉进行混合搅拌;接着加入水和泵送剂进行搅拌;之后从搅拌好的混凝土中取出样品进行制样,进行抗压、耐热度的测试,确保混凝土达到设计要求;最后将搅拌好的混凝土采用泵车输送到需要浇筑的地方,并对其养护。

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该耐高温混凝土在700℃高温下仍能保持90%以上抗压强度,具有显著的安全升级效果。它适用于工业窑炉基础、核电站防护结构等特殊场景,可大幅降低火灾风险70%。

同时,其生产工艺与普通混凝土基本一致,综合造价仅增加12%,具有成本可控的优势。某钢铁厂高温车间使用该混凝土后,设备基础寿命从3年延长至8年,充分验证了其工程应用价值。

03

         轻质混凝土与环保外加剂

  1. 空心玻璃微珠轻质混凝土

中交一公局集团研发的含空心玻璃微珠轻质混凝土,通过精准调控骨料级配,实现了混凝土的大幅减重

该混凝土由水泥、粉煤灰、碳纤维接枝空心玻璃微珠、轻质砂、去离子水、聚丙烯纤维接枝橡胶颗粒、减水剂等原料混合而成。其中,空心玻璃微珠和轻质砂的加入降低了混凝土的密度和重量,而两种纤维的协同作用则提高了混凝土的密实度和整体性。

专利摘要显示,该技术可将混凝土密度从2400kg/m³降至1600kg/m³,减重达50%,同时抗压强度保持C40以上

这一技术的应用,为桥梁减重、高层建筑地基荷载降低提供了有效解决方案。某跨江大桥使用该轻质混凝土后,单跨自重减少2000吨,抗震性能提升30%。此外,轻质混凝土剪力墙还可降低地基荷载,节省桩基成本15%。

空心玻璃珠,图源网络,图文无关

2、抗裂外加剂与橡胶混凝土

山西格瑞特抗裂型聚羧酸减水剂和廊坊荣盛橡胶混凝土,则分别通过石墨烯与硼化合物改性、废旧轮胎颗粒替代部分骨料的方式,提升了混凝土的抗裂性和耐久性

山西格瑞特的抗裂型聚羧酸减水剂,通过向反应器中加入特定溶液和改性硼酸等原料,引发聚合反应后制得。改性硼酸中的石墨烯具有良好的耐腐蚀性和耐久性,硼化合物则可以加速水泥的水化反应并改善混凝土的微观结构。

该外加剂使混凝土早期抗裂性提升60%,收缩率降低45%,特别适用于超长结构、大体积混凝土。

图源网络,图文无关

廊坊荣盛橡胶混凝土则是将废旧轮胎破碎成3-5mm颗粒后替代部分骨料制成。经第三方检测,该混凝土的抗冻融循环次数从300次提升至500次,可延长工程寿命20年。

这些专利技术的落地,推动混凝土行业向“低碳化、功能化”转型。对企业而言,这不仅意味着政策红利的享受、市场机遇的把握,更是技术壁垒的构建和定价权的抢占。


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