Production Technology of Ultra-fast Hard Dry Mortar in Mineral Type
admin
2022-09-16
矿物型超快硬干混砂浆生产技术
Production Technology of Ultra-fast Hard Dry Mortar in Mineral Type
技术编号
BJ-171
提供单位
中材集团科技开发中心有限公司 、开封奇明耐火材料有限公司
技术大类
资源能源利用技术
联系人
史红兵
技术类型
其他资源能源利用技术
电话
13611353686
邮箱
meimeike@126.com
适用范围
新型建筑材料,道路快速修补,地基基础灌浆
推荐单位
北京市科学技术委员会
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技术简要说明铝矾土和石灰经高温烧结粉磨制成无定形铝酸钙,添加在普通硅酸盐水泥中,可在极短的时间内水化形成钙矾石针状晶体,促使水泥砂浆在十几秒到数分钟内硬化,达到使用强度,抗压强度超过110 MPa(国标85MPa)且不受施工环境温度影响。 本项目使用国家科技部 2011年科研院所技术开发专项研究成果;2005年度北京市科委技术转移服务专项支持项目《人工砂生产及在混凝土中应用示范》成果在此也得到应用。
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技术提供方中材集团科技开发中心有限公司 开封奇明耐火材料有限公司
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技术主要指标信息2m3干混砂浆生产线,年产20万吨,采用袋装或灌装;设备总功率250KW,每小时耗电187度,每吨耗电6度。见附表1。
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商业应用情况在韩国京畿道华城市,先引建设产业株式会社(主要业务是地基工程施工)2015年建设一条年产3万立方米干混砂浆生产线,采用我们开发的混凝土外加剂和水泥的复配技术,生产道路快速修补用砂浆。目前,产品销量占韩国同类产品市场超过50%。 由奇明公司生产的无定形铝酸钙成分的水泥促硬剂还出口到荷兰,用在法国、比利时、荷兰的工程上,近几年出口量1000~3000吨/年。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资全自动生产线主要是由河砂烘干输送筛分分料除尘系统、原料储存罐、螺旋输送机、配料秤、斗提机、预混仓、混合机、成品仓、包装机、除尘系统、储罐与管路气相平衡系统、可视化控制系统组成。所有原料通过螺旋输送至配料秤自动计量,经混合后由包装机包装再由输送机输送至成品堆积区。设备一次投资500万元(不包含混凝土基础、预埋件费用、运输费、安装费)。实验室包括恒温恒湿机在内的仪器设备,需要投入34万元。本项目属于特种砂浆,预计正常年销量1万吨,考虑到多品种转换,和现有通行设备规格,生产线设计年生产能力20万吨。
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年运行维护费用原材料采用52.5普通硅酸盐水泥+石英砂(河沙或人工砂)+无定形铝酸钙促硬剂粉(开封奇明)+硅微粉(铁合金厂)+矿渣粉(钢厂)+固体聚羧酸减水剂,采用全自动生产线加工上述原料,全过程没有化学反应。 项目产品使用过程中,各种主要材料的配比如下:砂:52.5普通硅酸盐水泥:无定形铝酸钙促硬剂粉:硅微粉:矿渣粉=72:18:6:1:3,按当前市场价格估算1吨混合砂浆的相关成本。上述材料单价对应分别为140元/吨、550元/吨、4000元/吨、1000元/吨、500元/吨,另需要固体聚羧酸1千克(单价18元/千克),电费6度(1.2元/度),包装袋40只(3元/只),合计每吨砂浆原材料成本为610元。 全套生产设备可采用国产机械设备,为保持设备连续运转率,各种阀门、开关和包装机械手,应采用进口件。如原料采用河沙,应增加砂的烘干系统。核算产品成本,包括人工成本、制造成本、财务费用、管理费用、销售费用等,该部分成本合计1664.87万元。见附表3。
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投资回收期按一种产品——道路快速修补用砂浆,售价1800元/吨。 成本累计:801元/吨 毛利润:998.7元/吨,毛利率:55.5% 所得税:249.7元/吨,净利润:749元/吨 按总投资1800万元(参照北京地区、规模相当)计算,年销售1万吨,预计2.4年时间,能够完成投资回收。
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附加效益高速公路维修,如采用矿物型超快硬干混砂浆修补破损道路,封路时间可由3天降为5个小时,经测算,相当于增加高速公路一天的收入。 一条年产20万吨砂浆生产线,可以减排二氧化碳1.8万吨,按北京12月22日碳排放交易成交价格(85元/t)计算,碳收益约合153万元。
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综合效益干混砂浆通过规模化、专业化生产,密闭无尘装卸、储运和应用,最大限度减少了材料浪费,节约了原材料降低了扬尘。据统计,每使用20万吨干混砂浆,可节约标准煤2000吨、水泥8600吨、石灰6800吨,沙1万吨、利用铁合金厂硅微粉4250吨、钢厂废渣矿渣粉1.2万吨、减排二氧化碳1.8万吨、减少水泥损耗9000吨,每年节能节材减排额可达780万元。 可以对高炉矿渣、尾料尾矿等固体废弃物进行再利用。如将石灰石尾矿制成机制砂,不但可以变废为宝又可以免环境破坏,大大减少对水泥或天然砂的使用量,促进循环经济发展。 本项目通过对各种原材料成份、颗粒形貌及产品凝结时间、稠度、稳定性、保水性等参数的研究,准确掌握不同原材料、不同施工工艺需求的砂浆所需配比,使砂浆添加剂配合比实现了标准化,可保证系列砂浆产品性能稳定。 本项目将向用户推广专门应用于机械化施工的机喷装具,普及机械化施工的绿色施工技术。 生产过程中无排放污水。只有化验室和少量的生活用水。机械所用润滑油是极少量危废排放。
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障碍对技术转移影响等级从我国混凝土砂浆的发展及使用历程来看,其实随着经济发展和人民生活水平的提升来逐步推广使用的,为此会受到此障碍。 其他障碍:本项技术包含的产品和设备都不具有直观性,民众和管理者都难以用常识和非专业知识判断技术成果的高低,成果易被少数类似专业的同行忽视。
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提交日期2020/12/24
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技术成熟度本项目属高度成熟技术,属于干混砂浆中的特种砂浆范畴。干混商品砂浆起源于1958年的芬兰,根据统计在欧洲发达地区,每一百万人口需近2个干混工厂。生产技术随着改革开放,由欧洲传入我国,近年来,几乎所有国外预拌砂浆生产巨头都在中国设有分公司或办事处,如德国海德堡水泥、德国汉高等都在国内建立了预拌砂浆生产设备、物流、施工机械生产厂,德国瓦克公司还建立了生产厂,法国圣哥班也在中国建有干混砂浆工厂。进入21世纪以来,在市场推动和政策干预的双重作用下,我国干混砂浆行业已逐步从市场导入期向快速成长期过渡。干混砂浆科研开发、装备制造、原料供应、产品生产、物流及产品应用的完整产业链已初步形成。 主要技术工艺流程图,见附图1。 项目在已有成熟的干粉砂浆,由储存、称量、搅拌、储存、包装工艺过程上,改变原料配比,获得多用途的特种砂浆,设备亦采用国内完全成熟配套的全自动化生产线,配备由一位工程师值守的水泥混凝土标准实验室,随时测量原料和产品质量、调整产品原料配比和搅拌时间,技术、工艺和设备都很完善。国内外生产线在工艺流程上没有差别,投资大小差别在设备体积和功率大小决定的生产规模,和设备的故障率和耐用程度。
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技术适用性与使用条件本项目在建设生产线时即把技术固化在控制系统中了,实验室和当值工程师的职责就是按照技术给定的范围,做细微调节。干混砂浆生产属离散式制造,通常建厂在产品销售地,服务半径100公里以内。需要相应功率的动力电力,和少量人员生活的生活用水。须配备无机化学专业背景的工程师3人以上,经技术成果方培训确认能力后上岗。在国内,将此生产线设计成集装箱型,到建设地吊装在一起即可生产。
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技术稳定性本项目在已有干混砂浆生产技术基础上,增加了添加剂的品种。与其他同类产品在技术上不同的是,产品采用的主要原料完全是来自地表的天然矿物,起胶凝作用的均是工业化规模生产的,均是高温烧成的,不受砂浆制造地环境影响;起填充作用的砂也是天然原料,通常来自砂浆制造地,须经热风烘干,受环境、技术参数等干扰敏感,在境外建厂应首先找到规模的适用的砂源。本项目从技术上确保产品和产品使用过程中的稳定,以全自动化生产设备保证产品制造过程的稳定。从目前的砂浆产品的性能指标上看,我们的技术因产品成本在竞争中处于优势地位,技术的使用耐用程度、使用寿命,在可预见的未来里没有忧虑,已在韩国验证了其技术整体的适用性和可靠性。
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技术安全性该技术是对轻元素的氧化物进行加工,加工过程只有加热和混合,理论上50年后产品的强度就开始下降,失效变成原来的矿物。全生命周期内,对人体无危害。 原料中无易燃易爆高毒性物质。 项目采用的技术是国际通行技术,原料来自矿产的初级加工业,同类产品是充分竞争的,不存在垄断。在技术落后国家,工程建设行业易出现下游产业配套设施不完善,限制技术推广问题;技术的市场接受度,需要推广者对生产成本和市场容量做综合判断。
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技术转移推广障碍当地居民的经济承受能力低
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知识产权转让中材集团科技开发中心有限公司和开封奇明耐火材料有限公司是本技术的知识产权所有权人,所有比例为双方各50%。知识产权所有权人目前主要以自主转化和授权转化两种方式完成本技术在全球范围的成果落地。在本专业技术领域当前的技术发展情况下,本技术对应产品应用前景广阔,适用场景广泛,产品效果好,与其他竞品之间存在独特性差异,在全球范围均有推广机会和二次研发合作机会。因此,在通常情况下暂不考虑完全的技术所有权转让。但对于以本技术为基础,通过合作研发、委托研发等形式形成的二次开发知识产权成果,可以依据不同应用场景、经济效益及政治环境等情况,在全部所有权人一致同意许可下,进行所有权转让。对于所有权转让,以专利形式存在的知识产权,依照中国法律及中国参与的国际条约进行合法技术转让,转让收益以被转让知识产权所有权协商比例分配;非专利形式知识产权以签订合同为依据,严格遵守执行。本技术目前已经在韩国对应领域广泛应用,政策途径畅通。