【混凝土科技獎】歷屆獲獎成果回顧（三）

2025年07月06日 16:04 中國混凝土與水泥制品協會責編：戚金榮作者：中國混凝土與水泥制品協會

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2023年度基礎理論類一等獎

成果名稱：鋼渣粉在混凝土中應用的關鍵理論研究

完成單位：清華大學

項目概況：

實現碳達峰、碳中和是我國發展的重大戰略決策。鋼渣是煉鋼過程的副產品，是一種大宗工業廢渣，將鋼渣作為礦物摻合料用于混凝土中是資源化利用鋼渣的重要途徑，也是發展低碳水泥的有效手段。然而，鋼渣在混凝土中的應用存在一些關鍵的科學和技術問題，嚴重限制了鋼渣在混凝土中應用的安全性、科學性和高效性。

本項目聚焦制約鋼渣在混凝土中應用的五個關鍵科學問題和技術問題：活性低、異常凝結、安定性差、大摻量鋼渣混凝土制備關鍵技術、鋼渣與其他固廢多元協同利用關鍵技術，遵循從理論到應用、從規律到機理、從微觀到宏觀的研究思路，層層遞進，進行系統而深入的研究。本項目主要科學發現如下：1.揭示了鋼渣的水化機理，創新了鋼渣活性評估方法，提出了提升鋼渣活性的科學途徑。2.提出了水泥鋼渣復合膠凝材料的反應機理，揭示了鋼渣對水泥水化和凝結的影響規律和作用機制。3.揭示了鋼渣中的游離氧化鈣和氧化鎂在不同條件下的反應機理及其對鋼渣安定性的影響機制。4.揭示了等水膠比和等28天抗壓強度條件下鋼渣對混凝土的工作性能、力學性能、耐久性能和微觀結構的影響規律，發展了大摻量鋼渣混凝土制備的關鍵技術。5.揭示了水泥礦渣鋼渣多元復合膠凝體系中各組分的作用和貢獻，以及鋼渣和礦渣的相互影響機制，發展了鋼渣與其他固廢多元協同利用的關鍵技術。

鋼渣中影響水泥水化的主要物相和作用機制

2020年度基礎理論類二等獎

成果名稱：基于顆粒緊密堆積理論的超高性能纖維增強混凝土的設計與性能調控

完成單位：武漢理工大學

項目概況：

在超高性能混凝土（UHPC）體系中，形成內部最緊密堆積是保證其優異性能的基礎。目前UHPC的設計缺乏系統全面的堆積理論的指導，纖維、水和減水劑的設計不夠精細，容易導致制備出來的混凝土存在勻質性不好、密實程度不足、纖維利用率不高、以及高能耗高成本等問題。

本項目將顆粒緊密堆積理論應用于超高性能纖維混凝土的設計中，在UHPC優化設計、耐久性提升、纖維取向研究和細觀參數調控和UHPC體積穩定性等方面取得了理論性創新成果。重要科學發現包括：1.研究了UHPC材料的顆粒緊密堆積體系并提出了優化設計，將鋼纖維以等效直徑的形式納入UHPC堆積體系；2.引入再生骨料、尾礦等固廢材料取代UHPC中的水泥等組分，建立了生態型UHPC設計理論；3.基于漿體流動特性及邊壁效應提出了UHPC的優化澆鑄方法，獲得了能使纖維獲得更好取向和分布的具有操作性的控制參數，提出了UHPC澆注過程中纖維運動的模型；4.研究了體積穩定性的調控機制，考慮了輔助膠凝材料與膨脹劑協同作用對自密實UHPC性能影響；5.提出了適用于惡劣環境的UHPC最佳纖維參數及其對電化學腐蝕的影響。