科创中国

         建立了高品质机制砂石的新技术与标准体系。首次编制了高品质骨料的技术标准，涵盖了多项原创性术语、技术指标、检测和评价方法。使用分计筛余百分率评价机制骨料级配的技术指标；发明了条形孔筛作为机制砂石粒形的检测装置；提出了利用比粒度表征机制砂细度的控制指标；采用石粉亚甲蓝值和石粉流动度比控制机制砂石粉含量。形成了机制砂石绿色高性能混凝土制备的关键技术。开发了基于原材料品质的机制砂高性能混凝土配合比设计方法；发明了机制砂功能型外加剂，利用钢渣、尾矿等固体废弃物研发了低熟料高性能胶凝材料等多种产品。综合利用废石、洞渣、尾矿、建筑垃圾等固废制备高品质机制骨料及混凝土配置技术，应用在京津冀、贵州、浙江等地，制备的骨料品质良好，混凝土效果优异。

        1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利8项。

          2. 技术先进性：开发了条形孔筛的骨料颗粒形状检验和评价新方法，用比粒度表征机制砂石骨料粗细程度，用分计筛余评价和控制级配，建立了高品质砂石骨料技术指标体系。基于洞渣岩性的复杂性和不同工程对机制骨料的要求，因地制宜地研发了相应生产工艺、技术流程及关键装备，生产出满足不同工程应用需求的高品质机制砂石骨料。揭示了母岩岩性、机制砂石粒度和形貌等特征对需水量的影响规律，开发了机制砂石骨料混凝土流动性调节剂，解决了凝灰岩等高吸附性机制砂石降低混凝土流动性的难题，保证了高吸附性机制砂石混凝土的施工性能。经过鉴定，成果整体技术达到国际先进水平，其中洞渣制备高品质骨料及其技术达到国际领先水平。

        3. 荣获河北省科学技术进步奖一等奖，中国建材联合会技术进步奖二等奖等。

        该技术可以应用到建筑企业和矿山企业，尤其在隧道洞渣、废石、建筑垃圾、尾矿等固体废弃物处理方面有较大的技术优势，可以利用固体废弃物制备高品质骨料，配置工程用混凝土。目前，河砂开采量逐年减少，机制骨料代替天然骨料已经成为主要的骨料来源，因此高品质机制骨料及混凝土配置技术应用市场前景十分广阔。

        目前普通混凝土配合比设计方法未考虑原材料（特别是机制砂）的性能和参数，影响了混凝土的配制；片麻岩、凝灰岩、铁尾矿废石等硅质岩石制备的机制砂对聚羧酸减水剂存在高吸附作用，严重影响了混凝土的性能。针对这些问题，项目组成员开发了基于原材料品质的机制骨料高性能混凝土配合比设计方法；提出石英岩型铁尾矿废石骨料与胶凝材料之间的界面键合机理；针对高吸附性机制砂和石粉，发明了机制砂功能型外加剂，解决了高吸附性机制砂降低混凝土流动性的难题。

刘娟红教授，北京科技大学土木与资源工程学院，教授，博士生导师。长期从事现代混凝土技术、固体废弃物在水泥基材料中的高效利用等方面的研究应用工作。主持国家自然科学重点基金、面上基金，承担国家重点基础研究发展计划、省部级科技计划项目和横向科研课题等60余项。获省部级科技进步一等奖2项、二等奖1项、三等奖4项。获国家发明专利20余项。在公开刊物上发表文章160余篇，被SCI、EI收录60余篇。出版学术专著《绿色高性能混凝土技术与工程应用》、《活性粉末混凝土》、《固体废弃物与低碳混凝土》等。主编教材《土木工程材料》。其主要科研成果应用于北京市奥运工程地铁工程混凝土裂缝控制；广东省、浙江省道路桥梁工程；新疆、宁夏等自治区重点工程；大唐国际发电有限公司粉煤灰品质提升等方面。

1. 提出使用分计筛余百分率作为评价机制骨料级配的技术指标，明确了各粒级的控制范围。建立了机制砂分计筛余百分数与混凝土和易性的相关模型，摒弃了累计筛余百分率的级配技术指标，创新使用分计筛余百分率，解决了长期以来国内外使用累计筛余作为建筑用砂级配评价指标易导致机制砂在关键粒径的颗粒缺失、级配不合理的质量问题。

2. 发明条形孔筛作为机制砂石粒形的检测装置。定义了粗骨料不规则颗粒和机制砂片状颗粒，提出用不规则颗粒含量作为粗骨料粒形控制指标，克服我国粗骨料针片状定义过宽导致的石子粒形普遍较差的现状；提出用片状颗粒含量作为机制砂粒形控制指标，填补了国内外机制砂颗粒形状控制的技术空白。明确了粗骨料不规则颗粒含量和机制砂片状颗粒含量的指标阈值。

3. 提出比粒度作为高品质机制砂细度的控制指标。明确了细度模数作为机制砂细度控制指标存在的缺陷，揭示了比粒度作为机制砂细度控制指标的科学性和适用性。比粒度不仅比细度模数对细度的评价更精确，而且在一定程度上可以反映机制砂级配的合理性。首次将比粒度列入高品质骨料技术指标体系。

4.该项目成果应用单位经济效益主要来源是所形成的高品质机制砂石与绿色高性能混凝土成套制备技术给企业带来的经济效益。不同身份机制骨料的价格在50-200元不等，机制骨料的价格处于上涨的趋势。与此同时，会节省建筑垃圾、尾矿、洞渣、废石等固体废弃物的运输和处理费用。

合作方式：技术许可、作价入股 、合作开发

目前处于何种研发阶段：产业化；

样机：无

已投入成本：150万。

推广应用情况：浙江交工集团、中国水电九局、中铁十八局等单位的桥梁隧道、水电核电、民用建筑等工程中应用。

期望技术转移成交价格（大概金额）：500万元。