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【技術革新類】二等獎： 磷石膏在公路路面基層中的研究與應用
2021年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎已經啟動，歡迎業內企事業單位及從業人員，持續關注協會官方公眾號【混凝土科技獎】的相關信息。
2020年度中國混凝土與水泥制品協會
混凝土科學技術獎?技術革新類
獲獎項目展示
2020年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎工作于2020年6月啟動，至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目61項。經過專家評審委員會的初評及終評，共計39個項目獲獎，包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項，其中“科技進步類”13項、“基礎理論類”2項、“技術革新類”24項。
二等獎項目：磷石膏在公路路面基層中的研究與應用
磷石膏是化工企業用硫酸分解磷礦、萃取磷酸過程中產生的工業廢渣，制取1噸磷酸會產生約5噸磷石膏。宜昌地區磷礦石資源豐富，磷化工企業較多，對工業固廢磷石膏的處理方式通常采取山谷筑壩堆放，通過建立管道收集回收水循環使用以降低氟、磷污染。由于長期得不到消納處置，磷石膏堆場占用了大量土地，隨著堆存高度越高則向地下水滲透的風險越大。
為提高磷石膏綜合利用的附加值，實現磷石膏大量消納，項目完成單位開展了磷石膏在公路路面基層中的研究。在粉磨后的磷石膏中，摻入適量的CaO進行改性陳化處理，然后與礦粉、堿性激發劑、碎石、石屑和水按照一定比例投入攪拌機進行攪拌，制備出一種磷石膏水泥級配碎石穩定新型材料。
建成后的夷陵區銀鈴冷鏈路工程項目
1.材料創新
采用“包裹技術”原理，構建磷石膏-礦渣粉-堿性激發劑的膠凝材料體系，將磷石膏膠凝材料由氣硬性膠凝材料轉變為水硬性膠凝材料。首先采用中和改性方法對原狀磷石膏進行預處理形成改性磷石膏，消解磷石膏中的緩凝因子（水溶性磷、水溶性氟和殘留的絮凝劑），然后在攪拌機中與礦渣粉、堿性激發劑及砂石等集料充分攪拌后達到合適的堿度條件，充分激發礦渣粉的水化反應，生成能互相搭接、相互攀附的由針狀、棒狀的鈣礬石和箔片狀、纖維狀的C-S-H凝膠水化產物構成的三維密實空間，牢固地將物料體系中剩余磷石膏和砂、石等物料結合成一個密實度和強度都逐漸增強的整體，從而實現磷石膏大摻量的方式制備磷石膏礦渣水泥替代普通水泥用于公路基層。
2. 固廢資源化利用技術創新
磷石膏礦渣水泥的組成成分中，磷石膏占45%-55%，礦渣粉同屬工業固廢，堿性激發劑可采用鋼渣，配合硅酸鹽水泥熟料或石灰，可消納三種固廢，實現大規模、低成本、高附加值的固廢資源化利用，具有較高的經濟效益和環保效益。
3.工程應用技術創新
本項目技術應用，將級配碎石層7天無側限抗壓強度提高到5~9MPa，高于水泥穩定碎石層的2.5MPa。本項目級配碎石層配制施工方法簡單，無需大批專業設備即可實現。
鋪設磷石膏礦渣水泥穩定層
磷石膏礦渣水泥穩定層碾壓壓
本成果已經成功應用于以下三個公路項目中：
2018年1月完成了三峽昌耀管廊建設有限公司廠內內道路試驗段的鋪設，該路段全場148米，寬6米，其中水穩層寬7米，設計磷石膏穩定層共兩層，下基層和上基層，每層18cm厚，上基層的七天無側限抗壓強度為4.5MPa，下基層的七天無側限抗壓強度為5.5MPa，道路路況良好，未出現道路開裂等質量問題。
本項目技術應用到龍泉鎮柏臨河大道的路基穩定層中，截止2019年6月18日，已施工完成2.13km，共消耗磷石膏0.9萬噸，道路穩定層鉆芯取樣強度檢測結果為16MPa，遠遠滿足道路強度標準，未出現開裂等質量問題。
2019年7月應用到宜昌市伍家崗白城路（0.35km）、武陵區銀嶺冷鏈路（0.3km），各消納磷石膏300噸和250噸，七天無側限抗壓強度、彎沉值以及其他各項檢測都符合公路設計相關標準。
2019年10月宜昌市生態環境局委托湖北省環科院對柏臨河大道、白城路、銀嶺冷鏈路立項研究，主要分析磷石膏穩定層對周邊環境影響，檢測以上三條道路的土壤、地表水、底泥、地下水及滲濾雨水相關指標，從現有數據分析來看，磷石膏水穩層并未對周邊環境表現出污染性。
試驗道路竣工
湖北昌耀新材料股份有限公司成立于1993年，注冊資金8270萬元，是一家以電工產品、城市地下綜合管廊和海綿城市配套的新型市政環保建材產品研發制造銷售為主的混合制企業。公司現擁有一家研發中心和八大生產基地，集研發、生產、銷售于一體，主要產品涉及電桿等電工產品、水管和檢查井等市政產品、預制箱涵等城市地下綜合管廊和海綿城市配套產品、裝配式圍墻和仿木圍欄等園林工藝制品等多個領域。銷售網絡覆蓋全國百余縣市，廣泛應用于電力、鐵路、郵電、通訊、環保、市政及水利建設等領域。
公司工藝設備先進，技術實力雄厚。擁有41項專利，主導和參與《環形混凝土電桿》、《混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗方法》、《預制混凝土箱涵》等多項國家和行業標準的修訂。擁有國內外先進的生產和檢測設備200多臺套，擁有全自動化的自動環形混凝土電桿生產線、芯模振動自動成型制管生產線、雙工位芯模振動成型制管生產線、全自動路面磚生產線、整體式和分體式綜合管廊生產線等多條生產線。年產電桿35萬根、鋼筋混凝土水管120公里、預制箱涵30公里及其他水泥構件和制品15萬件。
公司自成立伊始，始終堅持以科技為先導，以創新為動力，秉承“以人為本，顧客至上”的經營理念，大力開發新型環保建材產品，致力于打造中國首家集產品研發、制造、銷售、投資、建設于一體的專業城市地下綜合管廊、海綿城市集成供應商。
公司生產的磷石膏水穩層、磷石膏生態護坡預制構件、磷石膏市政產品預制構件應用前景覆蓋面廣。磷石膏水穩層在宜昌地區已有多處完成施工，龍泉柏臨河大道、伍家崗白城路、小溪塔銀鈴冷鏈路、歐陽修主題公園附屬公路、梅子埡棚戶區改造工程附屬公路、伍家崗柏臨河一路等多處所攤鋪的穩定層，經檢測各項滿足設計要求；磷石膏生態護坡預制構件應用廣泛，宜昌地區的西陵二路快速道下、三峽壩區園林苗圃基地、枝江七星臺、還有武漢、黃岡、鐘祥等地均得以運用，所用生態護坡安裝之地綠化效果顯著而且并無滑坡、水土流失等現象發生；磷石膏市政產品預制構件已應用湖北各地，客戶反饋意見滿意。
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