应用型科技成果选编
武汉理工大学科学技术发展院
武汉理工大学学校简介
武汉理工大学(Wuhan University of Technology)是教育部直属的全国重点大学,是首批列入国家“211工程”重点建设的高校。
学校位于九省通 武汉市,占地面积4000余亩,校舍总建筑面积逾152万平方米。拥有四座功能完备的现代化图书馆,馆藏图书366余万册。
学校学科涵盖工学、理学、文学、管理学、经济学、法学、哲学、史学、教育学、医学等门类。现有本科专业79个、一级学科国家重点学科2个、二级学科国家重点学科7个、国家重点(培育)学科1个,省部级重点学科及特色、优势学科28个。博士学位授权一级学科9个、博士学位授权二级学科62个、硕士学位授权一级学科18个、硕士学位授权二级学科135个、博士后科研流动站13个。有21个领域的工程硕 及MBA、MPA、MFA专业硕 位授予权,有高校教师硕士学位授予权;建有一批高水平的科研基地,其中国家重点实验室、国家工程实验室和国家工业性实验基地3个,省部级重点实验室和工程研究中心24个。
学校重视师资队伍建设,现有专任教师近3000人(教职工总数近6000人),其中教授582人,副教授1173人。两院院士6人(含双聘4人),国家“千人计划”2人,国家“973”和“重大科学研究计划”首席科学家2人,国家级教学名师2人,长江学者特聘(讲座)教授5人,楚天学者特聘(讲座)教授13人,国家、省部级有突出贡献的中青年专家75人,“国家杰出青年基金”获得者4人,“新世纪百千万人才工程”国家级人选9人,享有国务院政府特殊津贴、湖北省政府专项津贴人员212人。学校有普通本科生36100余人,博士、硕士生16200余人,外国留学生及港澳台学生319人。
学校近年来承担了大量国家自然科学基金项目、国家“973”项目、国家“863”项目、国家科技支撑计划项目和部省级重点科研项目,获国家级科技奖励10项。2008年到 研总经费4.2亿元,获得各类科技成果奖励57项,其中省部级科技奖励26项;申请专利283项,获授权专利205项;被“三大检索”收录科技论文1223篇。一批高水平的科研成果得到推广应用,以光纤传感器、高速船舶、电动汽车以及新材料、港 械、先进制造等为代表的校办科技产业健康稳步发展,位于“武汉??中国光谷”占地800余亩的武汉理工大学科技园已形成规模,2008年科技产业实现销售收入10.8亿元。
学校以培养“适应能力强、实干精神强、创新意识强”的高素质人才为根本任务,注重学生综合素质的培养和创新能力的提高,努力达到“厚基础、宽 、强能力、高素质、善创新”的要求。学校建有国家级实验教学示范中心(材料科学与工程实验教学中心、机电工程实验实训中心)、国家级工科基础课程(化学)教学基地、国家大学生文化素质教育基地和3个国家级人才培养模式创新实验区,是国家大学英语教学改革示范学校。2007年以优异的成绩通过教育部组织的本科教学工作水平评估。学 前有国家精品课程16门,省级精品课程63门;获全国优秀教学成果9项、省部级优秀教学成果奖68项;毕业生就业率一直稳定在94%以上。
学校坚持实施国际化战略,提升国际化氛围与水平,先后与德国、英国、日本、法国、美国、荷兰、俄罗斯、澳大利亚、意大利等国家的100多所大学和科研机构建立了友好合作关系;聘请了一批国外知名学者担任客座和名誉教授;采取多种方式联合培养本科生和研究生,定期选派优秀教师和优秀学生出国深造,并接收来自德国、法国、日本及非洲等国家的留学生。
学校坚持“以特色创优势,以创新求发展;以服务求支持,以贡献促共建”的发展思路,依托行业特色和工科特色,先后成立了建材建工、交通、汽车三大行业董事会,组建了校友总会和51个地区校友会,与各地方政府合作及产学研基地95个;学校坚持面向国民经济主战场,为建材建工、交通、汽车三大行业服务,为区域经济发展服务,为国防建设服务。
武汉理工大学坚持“育人为本、学术至上”的办学理念,以“厚德博学、追求卓越”为校训,坚持实施特色战略、协调发展战略、国际化战略和创新战略,力争到2020年左右把学校初步建成“整体水平国内一流,部分学科水平国际一流”的多科性、开放式、特色鲜明的研究型大学。
目 录
获国家级奖励的科技成果 1
高性能水泥基复合材料的研究及其工程应用开发 1
五类光纤传感敏感材料制备与加工规模化生产技术及其应用 1
水泥回转窑动态检测和调整技术 2
光纤光栅传感系统工业化生产关键技术研究与应用 2
混凝土材料耐久性关键技术的研究及其工程应用 3
鞍山贫赤(磁)铁矿选矿新研究工艺、新药剂、新设备 研究及工艺应用 3
汽车摩托车齿轮类零件冷摆辗精密成形关键技术及应用 4
含铁 高效利用关键技术开发与工业应用 4
水泥低环境负荷化关键技术及工程示范 5
受污染水体生态修复关键技术研究与应用 6
新能源与新材料技术 7
光伏建筑一体化用非晶微晶硅薄膜太阳能电池 7
热电转换技术及高性能热电材料的制备 7
燃料电池技术研发与产业化 8
含水酒精重整燃料发动机 9
新型太阳能热利用混凝土储热材料 9
特种电光源用耐热低膨胀微晶玻璃 10
超白高强太阳能光伏电池组件盖板玻璃 11
电磁炉面板用耐热低膨胀微晶玻璃 12
通讯用红外偏振玻璃 13
透明导电膜玻璃 15
激光黄色内雕玻璃 16
空穴点阵排列微晶玻璃基片 18
金属纤维强化高性能陶瓷基复合摩擦材料 20
6.5wt%Si特种硅钢片的制备新技术 21
高性能吸 料及降噪技术研究 21
高温自润滑耐 材料及其应用 21
微波烧结新型金刚石-硬质合金复合材料制品的开发 22
高性能SnO2电极材料的研制 22
固体激光器用陶瓷聚光腔 23
新型蜂窝陶瓷的制备 23
重结晶高温硅碳棒工业生产技术 24
热喷涂特种涂层技术 25
稀土丝加入工艺和稀土钢的开发 28
节能减排、工业废 用与污水处理技术 31
硫酸 合利用技术 31
钢渣矿粉的工业化生产成套技术与工程应用开发 33
新型高效环保型水处理絮凝剂的研制与应用 33
城市污水水质特征分析及其水质指标预测方法研究 34
年处理100万吨建筑垃圾资源化综合利用 34
城市建筑垃圾综合处理技术开发 34
新型高效节能装饰板系统研究与应用 34
外墙外保温隔热系统抗裂关键技术 35
利用固体废物生产艺术型陶瓷清水砖 35
利用石膏尾矿生产胶凝材料及墙体材料 37
利用工业固体废弃物制备功能胶凝材料 38
利用化学石膏生产建筑砌块墙体材料 39
利用不同固体废弃物制备新型建筑蒸压承重材料 41
建筑废弃物生产再生混凝土技术 41
高掺量粉煤灰砖与砌块生产技术 42
厂拌再生沥青混合料组成设计与应用研究 43
磷矿 砖 43
矿渣微粉技术 44
新型粉煤灰(硅质石屑)加气混凝土生产及技术开发 45
基于陶瓷滤料的高效含油污水处理组合新工艺的研究 46
新型垂直流人工湿地系统 47
建筑材料生产技术与建筑工程技术 49
建筑装饰用微晶玻璃 49
超薄微晶玻璃装饰板材 51
复合微晶玻璃装饰板材 52
超亲水自洁净玻璃 54
浮法新型高强度耐热玻璃 55
新型高强单片防火玻璃 55
绿色健康型抗菌玻璃 57
紫外截止玻璃及紫外截止镀膜技术 57
新型低辐射玻璃及其复合功能玻璃 59
一步法二氧化钛薄膜钢化自洁净玻璃 60
EPIC四通道煤粉燃烧器 62
新型分解——预烧系统的研究与应用 63
多级分解炉系统用于回转窑烧成系统提产改造 63
年产40万吨新型干法水泥生产技术 64
高效水泥节煤剂 64
增强型水泥活化助磨剂 65
回转窑和机立窑使用的水泥生料催化剂 66
免振 膨胀高性能混凝土 67
不同强度等级水泥配制高性能混凝土技术 68
高性能彩色印模饰面混凝土技术 69
高活性混凝土掺和料制备及应用技术 71
高性能轻集料混凝土的开发与应用 71
绿色高强优质轻集料的研究及其产业化 72
新型加气混凝土墙材生产及技术开发 72
低硅尾矿加气混凝土技术 73
烧结陶瓷空心砖 73
蜂窝陶瓷蓄热体/载体及其制备技术 74
氧化锆/氧化铝复合工程陶瓷材料与部件的制备技术 75
高性能反应烧结碳化硅低成本制造技术 77
原位合成陶瓷抗热振晶须涂层技术 78
陶瓷坯体的淀粉糊化原位凝固成型技术 79
超轻瓷质砖生产技术 80
建筑结构安全性能的检测、诊断和评估 80
高层住宅结构优化设计研究 80
风力作用下大跨度空间网架结构的智能健康诊断 81
大跨度复杂体型空间网架结构风致损伤与健康诊断的 智能化技术 81
路桥工程技术与道路材料 82
高速公路水泥混凝土路面沥青加铺层关键技术研究 82
高速公路桥涵检测、修补加固关键技术研究 82
高速公路施工期环境监理全过程控制内容和程序研究 82
高速公路建设期环境监测技术方法 83
山区高速公路沥青路面关键技术研究 83
改善山区公路路面抗滑性能的研究 83
排水降噪防滑沥青路面材料的研究与应用 84
光纤光栅桥梁重载实时在线识别系统 84
桥梁索力长期远程实时监测新技术研究与应用 84
桥梁安全光纤光栅传感数字化监测系统关键技术研究 85
桥梁 系统中的技术状态评估方法研究-中小跨径RC梁桥 85
用于隧道的光纤光栅感温火灾探测系统研制与应用 85
高抗渗长寿命大管径隧道管片材料结构设计与工程应用 85
高抗渗微膨胀盾构隧道同步注浆材料关键技术研究 86
高抗渗耐久盾构隧道混凝土成管材料关键技术研究 86
公路隧道降噪技术研究 86
武汉城市圈道路运输一体化研究 87
城市轨道交通环境振动与噪 究——武汉一号线 87
武汉南太子湖大桥施工方法与控制技术及其对 环境影响研究 87
沪宁运输走廊交通基础设施合理性研究 88
现役梁桥钢束与混凝土相互作用及状态分析评估研究 88
大跨高桩承台深水墩连续梁桥关键技术研究 88
大跨节段施工梁桥分析技术及配束自动化研究 88
大桥桥梁与工程的在线数字化健康监测和诊断系统 89
拱桥开 壁箱梁轻型化转体施工关键技术研究 89
钢箱梁桥面铺装层抗滑移开裂技术研究 90
劲性骨架混凝土箱形拱桥转体施工关键技术研究 90
双向土工格栅处理桥头跳车的应用研究 90
透水性半柔性复合路面结构开发研究 90
自水化激活型路面基层研究与应用 91
高强轻集料混凝土用于桥梁结构的应用技术研究 91
机制砂混凝土用于桥梁建设的研究 91
桥面铺装材料组成及结构设 究 92
高抗车辙沥青混凝土路面沥青改性剂应用研究 92
钢渣沥青混凝土 92
水泥粉煤灰路面基层材料 93
高等级路用改性沥青 94
AGS粒料稳定专用水泥 95
层布式钢纤维砼路面 96
磷石膏改性二灰路面基层材料 97
沥青路面防水抗油剂的研究与应用 99
新型沥青抗剥离剂 99
公路投资效益 分析系统 100
交通建设项目水土保持检测方法研究 100
基于Web和GIS技术的鄂西交通建设信息集成及应用研究 100
船舶、物流与水路交通技术 101
高速船舶设计制造技术 101
造船设备----肋骨冷弯机 101
40吨多用途港 座起重机及系列起重机 104
轮机综合实验室研制 105
WMS-1型轮机模拟器 105
全任务大型船舶操纵摸拟器 105
内河高速船新船型开发现 计方法研究 106
川江及三峡库区运输船舶船型研究 106
湖北港航电子政务系统开发研究 107
交通物流信息系统 107
物流系统规划与仿真咨询 108
物流系统仿真与优化系统与工具 109
内河大宗 货EDI开发研究 111
船舶电力推进仿真系统 112
长江航道铺排船自动监控系统 112
起重设备电气控制系统 114
湖北省水路交通信息化发展战略研究 115
湖北水路交通规费征稽管理信息网络系统 115
船舶航行数据记录仪关键技术研究 115
港口水域受限航道通过能力(饱和度)预测仿真及 通航风险评估研究 116
现代内河集装箱码头物流系统关键技术研究 116
中国北方煤炭港口物流发展战略关键问题研究 116
船舶和车辆仿真关键技术研究、设备开发及在 交通安全中的应用 117
湘江集装箱运输开发研究 117
基于无限局域网的集装箱堆场机械调度与监控系统研究 117
高速船运动建模与软件仿真技术研究 117
长江流域生态经济系统可持续发展研究 118
重点堤岸失稳 机仿真系统 118
基于异构网络的船案一体化信息 系统研究与实现 119
新型成套机械装备 120
用于汽车离合器制造的多功能激光复合加工机 120
新型移动式含油废水一体化处理装置 121
FJM系列流化床气流 细粉生产线工艺及装备技术 123
中药材超细粉碎技术 124
多轴 机数字控制纤维缠绕机与计算机控制 张力系统及高压气瓶缠绕工艺 125
锥辊辗压机及辗压模具研制 126
悬链式链斗卸船机 128
CDCD—Ⅱ智能保健型床垫数控穿带机 129
曲轴主连杆颈圆角冷滚压、校直智能机床 129
HFB--2500A全自动液压精冲机 130
TL-JYJ-1新型多功能加油机 131
非金属矿超细粉碎与分级工艺及装备 131
新型石墨密封材料系列生产技术与装备 132
新型车辆工程与机械制造新技术 134
重型平板运输车 134
氢燃料电池电动汽车 134
混合动力电动城市客车动力系统 135
汽车新车型联合自主开发 136
电机自动变速驱动系统 136
车辆跑偏在线自动测试系统 138
网络交互式汽车驾驶模拟器 139
电磁式转向助力装置研制 141
电动汽车运行参数记录分析系统 141
基于分布式虚拟汽车驾驶平台关键技术研究 141
BH型客车车载网络与信息集成系统 142
国Ⅳ发动机SCR系统研究 142
小型电动清扫车 142
多功能道路测试车数据采集与管理系统 142
基于ITS的城市公共交通车辆管理系统关键技术研究 144
基于虚拟和数字技术的组合汽车仪表和车载 多功能信息平台 147
轴承套圈冷辗扩模具与工艺 148
汽车零部件与模具快速设计制造技术 148
液态金属模锻技术生产汽车配件 149
系列模具新技术 150
环件轧制技术 151
柔性连续抽油杆表面防护技术 152
模具及机械零件的TD处理技术 152
外热式真空多用炉技术 154
信息与计算机技术 156
基于工业以太网的工厂数字设备智能集中控制系统的研制 156
企业信息协同工作平台 156
小型模块化可重组多功能移动机器人 及其开发与仿真平台 156
无线传感器网络开发和智能环境感知系统 157
基于信息融合的油液监测智能化方法研究 158
分布式非确定QOS多播由路协议的研究 158
多维数据分析软件及应用系统 159
信息技术在土木工程结构振动控制中的应用 159
混凝土安全性专家系统 160
施工企业项目 系统 160
营业收费 系统 161
客户关系 系统(CRM) 162
交易数据挖掘及综合查询、网上发布系统 162
银行信贷诉讼时效 系统 163
现代轿车实时CAN网关(AM96)研究开发 163
智能可重构的企业资源计划ERP系统 164
汽车仪表信息系统 165
式预付费水表 166
大口径无线GSM/GPRS远传水表 167
大口径水表无线抄表系统 167
体育竞赛图像计时系统 168
车牌识别系统 169
传感检测与自动化技术及机电产品 171
高速铁路列车、城市轨道列车 光纤光栅计轴和车辆在线健康监测技术 171
光纤传感高温测量系统 173
光纤光栅压力传感器及其称重系统 174
高性能光纤气敏传感器的研究与开发 174
嵌入式光纤传感监控系统研究与开发 174
新型铌酸锂传感光学器件的研究与开发 175
医用CO2激光传输空芯光纤及其器件 175
智能路灯节电器 177
电机节能控制器 177
高压电机软起动装置 177
大功率节能电磁灶电控系统 178
智能电磁调压软起动装置 180
柔性软制动器的研发 180
电动车节能控制器 182
电炉功率分相控制节电器 183
防腐电源控制装置 183
窑炉生产过程控制与煤粉制备计算机监控系统 183
磁力轴承控制系统 184
玻璃拉丝生产线监控系统 185
嵌入式多点同步传动控制系统 186
燃料电池发动机控制器 186
燃料电池堆单片电压巡检系统 187
可软配置的燃料电池发动机控制器 188
汽车多能源动力总成控制系统 189
发动机缸盖气门座圈装配线压头监控系统 189
电子节气门控制器 190
无刷直流电机控制器 191
智能单梯控制系统 192
智能双梯并联控制系统 194
智能电梯载荷测量装置 196
智能电梯远程监控系统 197
通用组合电源监控器 198
电动汽车用永磁同步电机智能控制系统 199
柴油机中压共轨电控喷油技术研究 199
重大机械装备安全运行的实时在线监测与诊断系统 199
嵌入式技术在机电监控和大型工程监测中的 关键技术研究及其应用 200
数字式智能逆变电源系统 200
虚拟浏览的图像拍摄辅助装置 201
新型大功率PTC元件 202
数控磁力轴承 204
能行走的多功能护理床 204
太阳能热水器的水净化装置 205
太阳能电池板自动除尘器 205
宽波带光电子多功能治疗仪 206
智能可视化优化技术 206
高能干式汽车点火线圈及其制备技术的研究 207
勾夹双作用双向自锁式夹轨器 209
钳口强度试验台 209
电动油泵高低温耐久试验台 210
电动油泵综合性能试验台 211
通用型汽车变速箱闭式疲劳试验台 211
网络化装配检测生产线 212
制动器智能超声探伤无损检测系统 213
钢丝绳—滑轮综合性能测试 214
凸轮型面误差智能相关测试分析仪 215
采选矿与矿物深加工技术及岩土工程 216
难选氧化铁矿石选矿 216
白钨矿常温浮选新工艺 216
低污染大规模高效石煤提钒技术 217
保康九里川低品位胶 连续性选矿试验研究 218
大冶铁矿高陡边坡深凹露天矿转地下开采安全技术研究 218
高温快烧高活性白云石降硫工艺研究及其应用 218
陶瓷原料精选工艺技术 219
硅线石选矿提纯新工艺 219
金红石矿选矿提纯新技术 219
硅灰石选矿提纯新技术 220
微细鳞片石墨选矿提纯新技术 220
高岭土精选及深加工技术 221
透辉石矿深加工新技术 221
硬质(煤系)高岭土深加工技术 222
沸石净化微污染水源中氨氮应用技术 222
金矿倾斜薄矿脉采矿方法试验研究 223
无底柱分段崩落法采场稳定性研究 223
裂隙岩体开挖地压分布规律与控制的研究 223
高边坡岩体开挖安全监测及稳定性评价 224
地下矿山生产信息 与技术决策系统 224
控制爆破技术 224
高分子材料与工艺及化工技术与 系列生物医用材料 226
耐高温乙烯基酯树脂的研究与应用 226
低压成型纤维增强片状模塑料(LPMC) 226
玻璃钢SMC成型工艺及产品技术 227
复合材料树脂传递模技术 227
建筑胶粘剂系列产品技术 228
聚酰亚胺超薄滚筒 230
新型复合材料模压复合井盖与井座 231
工厂化生产农村户用复合材料沼气池 232
玻璃纤维硅砂增强涵洞结构研究 235
碳纤维布对砖砌体修复加固研究 235
玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂顶管关键技术及应用 235
环境友好型内墙涂料用红外辐射填料的研制与应用 235
水泥基渗透结晶型防水涂料 236
高弹橡胶沥青防水涂料 237
无水型粉刷石膏 238
新型聚羧酸减水剂的研究与应用 238
羧甲基-交联淀粉的制备 238
高取 羧甲基淀粉钠生产技术 239
非均相催化氧化环己酮合成ε-己内酯 240
以离子液体为模板剂制备超强酸介孔分子筛 240
高附加值拟薄水铝石和活性氧化铝的系列制备技术 241
新型高效环保型农业种 242
生物可吸收PDLLA/HA骨内固定件的研究及应用 243
生物降解陶瓷材料 243
生物陶瓷人工听小骨假体 244
抗癌 肿瘤活性物质的研究 244
2-脱氧-D-葡萄糖生产工艺的研究与开发 245
复方夏枯草微囊型缓释胶囊的工艺研究 245
部分国家级、省部级科研基地简介 246
材料复合新技术国家重点实验室 246
光纤传感技术国家工程实验室 247
硅酸盐材料工程教育部重点实验室 249
高速船舶工程教育部重点实验室 251
光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室 252
港口物流技术与装备教育部工程研究中心 253
绿色建筑材料及制造教育部工程研究中心 254
水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心 256
港口装卸技术交通行业实验室 258
船舶动力工程技术交通行业重点实验室 259
湖北省数字制造重点实验室 259
湖北省道路桥梁与结构工程重点实验室 261
湖北省矿物资源加工与环境重点实验室 262
湖北省燃料电池重点实验室 263
宽带无线通信与传感器网络湖北省重点实验室 264
现代汽车零部件技术湖北省重点实验室 264
湖北生物材料工程技术研究中心 265
湖北省现 药制剂工程技术研究中心 266
湖北省工业窑炉工程技术研究中心 267
湖北省电机软起动工程技术研究中心 268
授权专利目录(509项) 270
获国家级奖励的科技成果
高性能水泥基复合材料的研究及其工程应用开发
该项目系统的研究了影响材料性能主要因素及其相互间的关系,探明了各种组分在形成过程中的作用规律及其与结构和性能的关系。首次提出了有机—无机两相互穿网络结构和延迟膨胀机理,并根据该机理制备了高性能水泥基复合材料(HPCB),它是结构功能一体化的高新技术材料,与同类传统材料相比,它具有抗弯(折)强度高,韧性和耐久性好、环境协调及性能可设 特点,能替代一些能耗高、与环境和生态不相适应或成本高的材料种类。采用该技术,可大大提升材料的使用效能,延长工程寿命,有效节约能源、资源,可为重点工程建设提供关键技术支撑。促进可持续发展和社会进步。截止目前,本技术已成功应用于多项重点工程建设,如:武汉长江一桥、武汉长江二桥桥面改造、武汉长江三桥、武汉晴川桥、湖北秭归龙潭河大桥、巫山长江大桥、湖北秭归青干河大桥等大跨度桥梁的主体结构和桥面铺装,市政建设的防水、防渗、抗裂水泥混凝土工程,提高了工程质量,缩短工期,降低了工程造价,取得了显著的经济效益。
获2001年度国家科技进步二等奖
五类光纤传感敏感材料制备与加工规模化生产技术及其应用
光纤传感是新一 感技术,集材料、信息、机电等多种学科和技术于一体,其核心技术与难点是敏感材料的制备与加工技术。本项目攻克了光纤传感器规模化生产必需的光纤传感探头敏感材料制备技术、光纤传感元件集成设计与光纤材料的显微加工技术、专用光电子器件设计与制备技术以及精密组装与质量保障技术等一系列关键技术,掌握了一套拥有自主知识产权的规模化生产技术。建设了国内唯一能规模化生产系列光纤传感器的生产基地,已批量生产光纤温度类传感器、光纤光栅传感器、光纤阀位回讯器、光纤液位类传感器及专用光电子器件等系列产品。其产品已在全国16个省市、近十个行业的60余家大中型企业推广应用,1999年以来创直接经济效益3500万元以上,为企业直接节支亿元以上,节汇125万美元,并开始出 汇。本项目成果打破了国外技术封锁和市场垄断,国内依赖进 面,大大增强了国际竞争力;对推动我国光纤传感技术的发展和促进相关工业的技术进步具有重要意义。
获2002年度国家科技进步二等奖
水泥回转窑动态检测和调整技术
本发明属无机非金属材料生产工程应用技术。
回转窑是水泥工业的关键设备。它长期处于重载、高温、浓尘恶 境,且在多支点上连续运转,因运行和调整不当,多数窑中心线不是一直线,导致窑机械振动大、电耗高、窑衬寿命减短,停窑事故多,使企业蒙受巨大经济损失。本项目组研究出对回转窑进行动态检测和调整技术。它能在线测量窑中心线的运转数据:轮带间隙和直径、大齿圈、托轮位置和直径,并能在线调整窑中心线,使窑设备处在良好状态。本发明涉及窑设备与光机电及微机测控技术,共获2项中国发明专利和5项实用新型专利。 本发明已成功用于冀东、宁国、珠江等大型水泥集团及国内14个省、市、自治区的水泥及冶金行业的73条大型回转窑。它对推动水泥、冶金等行业的科技进步,提高经济效益有重要作用。
获2003年国家技术发明奖二等奖
光纤光栅传感系统工业化生产关键技术研究与应用
光纤光栅传感技术是继光强型和干涉型光纤传感器(FOS)以后,90年代发展起来的新一 感技术。我 过多年的自主研发,攻克了国内一直未能解决的工业化生产和工程应用的一系列关键技术,形成具有自主知识产权的技术,包括传感光纤光栅工业化生产制备技术与装备,涂覆材料与封装保护技术、多种光纤光栅传感器的结构设计与制备技术、光纤光栅传感信号波长解调方法、工业化生产相关的非标设备设计与制造等。光纤光栅应变传感系统特别适合大型结构工程的施工与长期安全监测,已在海 纪大桥、湖北巴东长江大桥、贵州冷饭盒大桥、苏州运河大桥等多座大型桥梁和深圳市民中心等大型建筑结构工程以及湖北水布垭水电站等特大型工程中应用,并得到许多军工单位的重视和应用。光纤光栅温度传感器及感温火灾报警系统已在武汉石化、浙江镇海石化、中原油田等石化行业和成都电力局等电力行业得到应用。近两年来直接经济效益3600万元以上,为我国大型工程、易燃易爆、强电磁场干扰等领域提供了新一 安全监测新技术,为多个行业提供急需的先进检测手段,使传统的传感技术提升到一个新的水平。
获2004年度国家科技进步二等奖
混凝土材料耐久性关键技术的研究及其工程应用
本成果通过对制备混凝土用原材料质量和性能、配合比优化设计、新拌混凝土制备技术和性能、硬化混凝土性能和耐久性能、混凝土施工技术等系统研究,从源头全面保证混凝土的各项性能,提高新建工程混凝土材料的耐久性和设计使用寿命,为混凝土耐久性设计提供基础;通过研制新仪器,制订新方法,研究新材料和新技术,对破损混凝土工程进行维护、修补或加固,恢复结构整体性,延长使用寿命,保证工程安全运行;运用先进的计算机和信息技术方法,建立混凝土安全性专家系统,用于混凝土耐久性辅助设计和耐久性评估与诊断。本项目利用这些研究成果已制定相关标准、规范、方法、技术条件12项,研制新仪器1台,建成相关生产线(或基地)11条,有22个技术和产品实现产业化。研究成果涉及混凝土用原材料、混凝土性能及控制技术、混凝土维护和修补等方面,总体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。已在包括多项国家重点工程在内的近百个混凝土工程中进行成功应用,取得显著的社会和经济效益。
获2004年度国家科技进步二等奖
鞍山贫赤(磁)铁矿选矿新研究工艺、新药剂、新设备研究及工艺应用
“鞍山贫赤(磁)铁矿选矿新研究工艺、新药剂、新设备研究及工艺应用”由鞍山钢铁集团公司、长沙矿冶研究院、马鞍山矿山研究院、赣州有色冶金研究所、武汉理工大学、鞍山科技大学共同承担完成的一项国家“十五”科技攻关重点项目,该项目在我国著名选矿专家武汉理工大学教授余永富院士提出的“提铁降硅”技术思想指导下、经诸多科研单位、鞍山矿业公司和有关选矿厂长期技术攻关所取得的一项重要成果,该成果已经达到国际先进水平。
“鞍山贫赤(磁)铁矿选矿新研究工艺、新药剂、新设备研究及工艺应用”是国家“十五”科技攻关“高质量铁精矿选矿新技术与装备研究”课题的主要研究内容之一,即“氧化铁矿石提高精矿品位选矿新技术与新药剂研究”,该成果2004年11月荣获国家科技进步二等奖。这项先进技术在鞍钢所属铁矿山选厂全面实施取得成功后,鞍山钢铁公司选矿厂铁精矿品位由64%提高到68%,SiO2由8~10%降低到4~5%,使鞍山各选矿厂的铁精矿质量达到和超过了进 矿质量,鞍山铁矿生产的铁精矿广泛受到冶炼企业的欢迎,鞍钢所用的铁矿石自给率达到90%以上。从根本上解决了高品位铁矿石依赖国外进口的状况。使鞍钢自有铁矿山的贫赤(磁)铁矿变废为宝,这项成果对我国大量的低品位铁矿山有效开发利用具有重要的指导意义。
应用本工艺生产高品质铁精矿为鞍钢矿业公司创造直接和间接经济效益达9亿元/年,该项研究成果 了我国贫赤(磁)铁矿选矿工艺重大关键技术难题,对国内同类赤(磁)铁矿资源开发和选厂技术改造提供了可靠依据,具有广阔的推广应用前景。余永富院 这项成果中就提高我国炼铁工业的经济效益,首次提出了我国低品位铁矿降低SiO2等杂质提高精矿品位的有关技术经济理论,并在鞍钢铁矿首开“提铁降硅”之先河。在2002年9月珠海召开的“全国提高铁精矿质量”研讨会上得到了我国选矿界广泛的赞同和响应。“提铁降硅”技术目前正在全国同行业得到广泛推广和应用。
获2004年度国家科技进步二等奖
汽车摩托车齿轮类零件冷摆辗精密成形关键技术及应用
本项目研究开发的冷摆辗精密成形技术是新一 汽车摩托车齿轮类零件加工技术,是连续局部塑性成形新方法,突破了坯料处理、工艺、模具、产品检测和质量控制的系列技术难题,可以实现齿轮类零件高效精密成形加工,实现了汽车摩托车齿轮、齿环、棘轮、凸轮等零件批量生产,与国外同类同类技术比较,冷摆辗精密成形的汽车摩托车齿轮类零件几何精度高,齿形精度达到6~7级,冷摆辗变形抗力约为整体锻造的1/10~ 1/20;零件疲劳寿命比Ford/ZF技术标准提高20%左右,提高了产品的使用寿命;具有完整的纤维组织,机械性能得到大幅度提高,节材节能、生产率高、生产成本低、生产组织容易。其技术指标达到国际先进水平。
本项目成果先后在重庆、四川、江苏、河南、湖北等地多家企业得到应用和推广,现已批量生产汽车变速器齿轮、同步器齿环、差速器齿轮等100多种零件。产品与上汽、一汽、二汽、天汽等汽车主机厂配套,并进入全球采购体系。本项目在国内率先建成了车用齿轮类零件冷摆辗精密成形生产线,形成了齿轮类零件高效精密加工新技术、新工艺和新方法的自主开发和创新能力。实现了我国车用齿轮类产品精密成形的技术跨越,提高了产品的国际市场竞争能力。
获2005年度国家科技进步二等奖
含铁 高效利用关键技术开发与工业应用
“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用是”武汉科技大学,北京矿冶研究总院,武汉理工大学,武汉钢铁集团矿业有限 公司金山店铁矿,武汉冶金 保工程有限责任公司共同承担的国家科技成果重点推广计划项目。由武汉理工大学张一敏教授主持完成的“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用”针对我国含铁渣尘(包括冶金 、化工渣及矿山渣等)现状,经7年时间系统研究及工业现场应用,形成了集新工艺、新设备、新产品在内的具有完全自主知识产权的整套含铁 高效循环利用技术。
此项目开发出由单一超极限(h/D)螺旋溜槽构成的含铁 分选提纯新工艺。所形成的一粗二精一扫工艺流程,结构合理,过程稳定,与传统工艺相比其精矿品位可提高5~7%。并可实现无尾生产,防止二次污染;开发出含铁 专门分选新设备-超极限(h/D)螺旋溜槽。根据含铁渣尘密度特点,创造性采用0.36的超极限距径比设计,具有低耗、高效等明显优点;采用复合力场和大直径设计,提高了单机富集比,单机处理能力是传统设备的2倍;开发出冶金粉尘冷态球团技术。首次采用蒸汽对转炉LT干式粉尘及AOD、EAF粉尘进行旋风消解,几十秒内完成均匀消解。发明了wkd系列新型粘结剂,并成功实现工业应用。用其生产的精硫酸渣、钢 化球团及冶金粉尘冷球团,性能稳定,强度高达3000N/个。弥补了目前粘结剂热、冷态不能兼用的空白。目前利用本项技术已建成硫酸 合利用厂21家,已建成冶金粉尘循环利用厂12家,累计直接经济效益(利税)58,648.04万元,并产生了广泛的社会效益和环境效益。
获2007年国家科技进步二等奖
水泥低环境负荷化关键技术及工程示范
针对水泥工业一次不再生资源消耗、热耗及二氧化碳的排放以及水泥的高性能化等方面开展了试验研究、装备开发和工程应用研究,提出了一种新型干法水泥条件下的分 预烧技术;首次基于分解-预烧技术的新型分解-预烧系统成功应用于国内多家水泥熟料生产企业,并且具有水泥生料的高分 、高单位窑容积产量、低单位熟料烧成热耗、低NOx、煤种适应性强等特点; 长期困扰传统预分 系统产量、热耗、煤种适应性的技术难点;提出了水泥工业劣质煤强化燃烧技术并开发了煤种普适性的水泥工业用燃烧器,首次在国内外实现了在新型干法水泥工艺条件下燃烧100% 无烟煤或灰分为35%-45%的高灰分煤;应用水化调控、物理与化学活化、不同废 性能互补效应,实现50%以上废渣制备出42.5等级高性能复合水泥和功能胶凝材料,并在年产百万吨水泥生产线实现产业化;首次在国内率先发现在低温、高湿、硫酸盐、碳酸盐共同作用下,混凝土发生TSA侵蚀破坏的实例和混凝土受TSA侵蚀特征和机理。首次在国内采用普硅水泥与60%的功能胶凝材料复合制备出普适性抗硫水泥。
本项目成果整体上达到国际先进水平,其中100%使用灰分达35%以上的劣质无烟煤高效燃烧系统、入窑全硫大于3.0%高硫煤的熟料煅烧循环预烧工艺、窑单位容积产量、单位熟料热耗和NOx排放量和普适性抗硫水泥等均居国际领先水平;
以上成果已成功在湖北武汉、宜昌、黄石、恩施、阳新、襄樊、武穴;湖南岳阳、湘潭;云南昭通;西藏山南;江苏南通、苏州等省、市实施,仍有多条推广线在建,累计新创产值24.99亿元,新增利税3.34亿元,产生了显著的经济、社会效益。因此,本项目成果具有广阔的推广应用前景。
获2009年国家科技进步二等奖
受污染水体生态修复关键技术研究与应用
该项目以生态工程为主要途径,开展湖、库、江、河、渠等水体污染综合治理,在水质改善、水生态系统结构功能优化、水源地保护等方面系统地进行技术研发、集成和应用,形成了受污染水体生态修复体系。
研发并形成了以符合垂直流为基本流程的人工湿地水处理新技术,兼具常规污水处理工程与自然生态处理系统部分优点,为受污染水体水质改善、水生态系统恢复开辟了实用有效的新途径,促进人工湿地从研究到大规模应用并走向产业化发展。
将水质改善、水生态系统结构功能优化、景观建设融为一体。
将水力调度与生态修复有机结合,研发了以改善湖泊水质为目标的生态调水技术与方法,集成生态护坡、生态沟渠等技术,构建生态水网,形成湖网水体修复的技术体系。
自20世纪90年代初以来已在我国19个省市以及德国、奥地利等国成功推广应用,规划,设计或建设应用工程189项,社会和环境效益显著,得到同行专家和社会各界充分肯定,应用前景广阔。
获2009年国家科技进步二等奖
新能源与新材料技术
光伏建筑一体化用非晶微晶硅薄膜太阳能电池
光伏建筑一体化系统,提出了"建筑物产生能源"的新概念,即建筑物与光伏发电的集成化,在建筑物的外围护结构表面上布设光伏阵列产生电力 ●解决接收太阳能的大面积空间问题●现在已用非晶硅太阳电池做在屋顶瓦、半透明或不透明垂直幕墙、窗用玻璃等建筑材料上,可替 筑材料,同时实现低成本和建筑物主动节能。
武汉理工大学从2001年开始进行平板玻璃表面薄膜太阳能电池的研究●非晶硅薄膜的低成本制备●微晶硅薄膜的低成本制备●多晶硅薄膜的低温制备●相关薄膜材料的低成本制备与工艺。
非晶硅薄膜太阳能电池相对于常规太阳能电池有以下优点:
●采用的CVD法,在低温下的生产流程可实现大面积薄膜的生产。衬底的选择很广泛,玻璃、不锈钢、塑料、陶瓷等都能满足要求,因此材料与成本工艺都很低。
●抗辐射性能好,这是由于非晶硅体本身短程有序、长程无序的结构特征决定的、这使非晶硅薄膜太阳能电池在目前的应用中具有强大竞争力。
●不锈钢箔衬底薄膜电池,重量更轻,不但可弯曲,而且可折叠,还可以成为 衬底的一部分,成为能发电的野外工作服,甚至成为旅行时装。
●弱光特性远比常规电池好,可在阴雨天气和室内环境下输出正常的工作电压。此时输出功率虽因光能的限制而变小,但因输出电压的保持,使充电仍能得以进行。而常规电池因受器件原理的制约,在弱光条件下不能维持足够的电压输出而无法工作。这是能有与不能用的本质区别。
降低成本的关键技术
(1)高速成膜技术及其工艺一致性
(2)集成型a-Si太阳能电池和激光刻糟
(3)大面积化
(4)全光谱太阳电池组件,其光谱灵敏度响应曲线范围为300nm-1200nm
热电转换技术及高性能热电材料的制备
高效热电转换材料:是利用温差发电原理将热能直接转换成电能的新能源材料,在新能源材料中占有十分重要的地位。
特点:不含机械传动部分 ;体积小、重量轻 ;免充电、免维护;无噪音、无磨损和介质泄漏;性能稳定、可靠性高 ;运行成本低;寿命和服务时间长(半永久性)应用面非常广泛。
应用:太空宇宙电源; 偏远地区电源; 未利用热能的有效利用(太阳热 、大型工厂排热 、垃圾燃烧余热 、汽车尾气排热 、人体热能等);防灾器具电源。
三个重大应用领域:1. 工业余热高效发电技术;2. 微小温差发电技术;3. 太阳能高效热电-光电复合发电技术。
制约工业余热发电技术发展的瓶颈问题
材料的热电转换效率比较低,在200~500℃ 下,材料服役5年左右转换效率明显降低。
重要创新:MS取代机械合金或化学合成,系统研究了两类重要材料体系:低温Bi2Te3基体系;中温CoSb3基体系发展低成本快速制备新方法:熔融 +MS + SPS 低温烧结制备新技术制备时间从传统方法的 9-10天 缩短至40小时以内Yb填充CoSb3基ZT值由1.05提高到1.30,提高了25%。
燃料电池技术研发与产业化
武汉理工大学已成为我国三个车用燃料电池开发基地之一。
研制的50KW燃料电池发动机
●单台发动机标定功率达到50KW,达到国内领先水平(国内其它两家发动机标定功率为40KW);
●发动机最大质量比功率达到214W/kg,创国内最好水平;
●单台发动机过载功率达到55KW,处于国内领先水平;
●所有13项测试项目中8项性能指标到达或超过目标值,其它5项性能指标已接近目标值研究成果;
●先后承担国家863电动汽车重大专项、国家863重点项目及863探索导向项目、国家自然科学基金重点和面上项目、东风汽车公司攻关项目等各类项目共59项,科技经费共计4851万元;
●授权国家专利32项,其中发明专利30项;
●发表学术研究论文188篇,其中SCI源刊文章54篇,EI收录83篇,ISTP收录5篇;
●发表的成果被Chem. Rev.,MRS Bulleting, Advanced Materials等SCI源刊杂志引用219次,其中他引114次,引起了国际同行的高度关注;
●2007年荣获首届"通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖"二等奖。
2005年湖北省人民政府批准并投资建设:"湖北省燃料电池重点实验室"成为为湖北省发展新能源电动汽车战略产业提供关键 技术支撑的重要基地。
2006年,武汉理工大产业集团、湖北省科技厅、武汉市科技局、武汉理工大学科技园发起组建:"武汉理工新能源有限公司"成为国内最大、专业化、具有国际竞争能力的燃料电池关键材料和燃料电池发动机的重要基地之一。
产品通过美国RELION公司10项严格测试。
含水酒精重整燃料发动机
1、项目目标:
研制可装车试验运行的汽油(柴油)——含水酒精重整富氢混合气的双燃料发动机。
纯汽油(柴油)、含水酒精两种燃料运行模式可随意切换;
不改变驾驶人员操作习惯;
排放大幅度降低,与原机相比NOx下降50%以上。
2、技术方案:
在现有的发动机上进行改造,原机结构不改动,只增加一套酒精重整器及燃料供给调节控制装置;
利用发动机的排气余热,为酒精重整提供能量;
重整的原料为普通的含水酒精。
3、实施效果
2007年4月在化油器式发动机BN492上进行了全部燃用酒精重整气的试验
2007年7月改造了一辆东风小康,实现了汽油起动,酒精运行,切换方便。
2007年8月在电喷汽油机EQ6100上进行了全部燃用酒精重整气的试验。
2007年10月在前期实验室研究基础上,采用电喷汽油机EQ6100装配完成一辆11米大客车,汽油与酒精重整气切换方便,目前路试情况比较稳定,29日已通过了东风公司组织的节点验收。
新型太阳能热利用混凝土储热材料
新型太阳能热利用混凝土储热材料是国家“863计划”和“973计划”重大研究成果。采用耐高温铝80水泥为胶结料,玄武岩、冶金工业废 为集料,并引入了高热导性能的纤维和颗料,综合具有优异的力学性能和热物理性能,各项技术经济指标达到国际先进水平。可用于太阳能热发电工程,绿色建筑等太阳能热利用中。其主要性能指标有:
1. 抗压强度≥30 MPa
2. 抗折强度≥8 MPa
3. 使用温度:中温型:室温至650℃,高温型:室温至1300℃,
4. 热导率≥1.8w·(m·k)-1
5. 储能密度:1kwh/(m3·K)
特种电光源用耐热低膨胀微晶玻璃
1、项目简介
耐热低膨胀微晶玻璃是一种新型多功能材料,集中了微晶玻璃的多种优良性能,极大地扩展了其使用范围。特种电光源用微晶玻璃(投影光源反射器用微晶玻璃)产品具有机械强度高,坚硬耐 及良好的化学稳定性和热稳定性,能适应恶劣的使用环境;软化温度高,即使在高温的条件下也能保持较高的机械强度;电绝缘性能优良,介电损耗小、介电常数稳定;密度小,但质地致密,不透水、不透气等优异性能。完全能满足与适应特殊光源的使用性能。加之其原料分布广、贮存量多、价格便宜等优点,被作为高性能投影光源反射器的首选材料。
目前,国内对于投影光源反射器用微晶玻璃的研究和生产仍处于空白阶段。而国外可见的文献资料也十分匮乏,只有某些国外大型玻璃公司对投影光源反射器用微晶玻璃进行过研究。此类产品都为进 因为缺乏自主知识产权,国内厂商无法进行生产,导致价格居高不下。
武汉理工大学经过多年探索,自主研究开发了特种电光源用耐热低膨胀微晶玻璃,该技术成果工艺稳定、成熟,加之已有的微晶玻璃工业化生产开发经验,为该成果的技术转让奠定了良好的基础。该成果的实施将会为企业带来巨大的社会效益和经济效益。
2、市场前景
耐热低膨胀微晶玻璃产品集低膨胀性、高强度和高热稳定性等优良性能于一体,可以制成平板、器皿等各种形状,不仅在特种电光源用微晶玻璃方面有应用,而且在家用电器、高温热交换器、实验室用加热器具、光学器件、印刷业等领域有广泛的应用前景,同时在电子工业以及太阳能利用等现 新技术领域也具有重要的应用价值,面临着极佳的发展机遇。
投影仪上反射器所选用的材料及性能对整机的使用寿命、图象显示质量有重要影响,而且对投影系统价格起着举足轻重的作用。特种电光源用耐热低膨胀微晶玻璃以其优良的性能、廉价的原材料和较低的制造成本,不失为一种高性能、低价位、应用广泛的实用新型特种电光源用材料。因而具有很高的经济价值和社会价值,存在巨大的潜在市场,其应用前景广阔。
3、主要技术指标及产品规格
性能指标:热膨胀系数 (20~700℃)小于10×10-7/℃;
耐酸、耐碱性 K(质量损失率)小于0.2%且外观无变化;
最高工作温度 400~600℃(长期)
莫氏硬度 5.0~6.0级
产品规格:产品规格视需求而定。
超白高强太阳能光伏电池组件盖板玻璃
1、项目简介
太阳能光伏电池组件盖板玻璃又称太阳能玻璃盖板,由于能够充分透过太阳能以利于硅晶板的吸收,并以自身的强度保护下面的硅晶板不受到外界雨雪等恶劣天气或太空条件的损坏。武汉理工大学硅酸盐工程研究中心玻璃所在进行充分市场调研的基础上研制开发了太阳能光伏组件盖板玻璃。它是太阳能光伏电池的必备件之一,可广泛应用于各种类型、各种规格的单晶片、多晶硅以及非晶硅太阳能电池组件和电站智能控制系统、智能光伏水泵系统、风光互补系统、军用、航天用数字化光伏电源、光伏通讯信号系统、多功能太阳能用户电源以及抗低温高亮度太阳能庭院灯、草坪灯、交通灯、交通信号灯等等。
本项目具备自主知识产权,产品具有太阳能光电转换率高,板压破损率低,成品强度高,平整度理想等特点,项目的实施,将从一个方面大大降低太阳能光伏发电技术中能量转换关键器件的成本,从原先全部依赖进 国内产业化生产,以高品质产品和一定的生产规模来降低成本,从而引领我国光伏发电市场未来的发展方向。
2、市场前景
由于国内外太阳能光伏发电产业爆发性发展,太阳能光伏电池组件盖板玻璃一直处于供不应求的情况,我国对太阳能盖板玻璃的需求量每年以50%的速度递增,因此光伏发电的发展有着巨大的市场空间。
我国是一个太阳能资源较为丰富的国家,并且工业生产和民用能耗指标均大大高于发达国家。有关部委曾多次发文,要求各地大力推广、使用包括太阳能光伏发电在内的多种环保可再生能源。在我国生产太阳能盖板玻璃有独特的优势,这与我国的原材料资源与劳动资源便宜有密切的关系。如果将此产品立足于国内,同时放眼于国际市场,效益将是非常可观的。其加工工艺的完善和产业化的进程,直接决定了我国太阳能光伏电池的发展,同时也为太阳能光伏电池组件的出 供了基础。在国家相关政策的支持下,优质太阳能光伏电池组件盖板玻璃产业将迅猛发展,因此其工业化前景十分广阔。
3、主要技术指标及产品规格
太阳能光伏电池组件的盖板玻璃对原料、工艺设备、员工操作等要求非常高,其中的氧化铁等着色物质控制非常严格,否则将会影响玻璃的透光率,进而影响太阳能光电转换率。
应达到的技术指标为:
① 3毫米玻璃的光透过率达到92%以上;
② 莫氏硬度:6级;
③ 抗冲击性能:能承受1040g钢球在1000mm高度下自由落体的冲击而不破坏(其中6块试样,5块不破坏为合格)。
4、企业规模及投资估算
(1)规模:年产140万平方米太阳能光伏电池组件盖板玻璃。
(2)主要原材料及燃料:
1)原料:精制石英砂、氢氧化铝、精制方 、碳酸镁、纯碱及碎玻璃和其他化工原料。
2)燃料:重油或天然气
3)动力: 电
(3)总投资估算:2656万元
注:未考虑涨价预备费及不可预见费。项目前期工作管理费不包括在内。
(4)占地面积及生产厂房面积 :全厂占地面积 8660 米2
(5)环境保护:对环境无污染、无尘无毒。
电磁炉面板用耐热低膨胀微晶玻璃
1、项目简介
微晶玻璃的突出优点之一是其热膨胀系数可在较大范围内调整,可以制得低膨胀、零膨胀甚至是负膨胀的微晶玻璃,而微晶玻璃的热膨胀系数是作为电磁炉板材料使用时的重要参数,低的热膨胀系数对于构件的尺寸稳定性及抗热震性能极为有利;另外该材料机械强度高,坚硬耐 具有良好的化学稳定性和热稳定性,能适应恶劣的使用环境;软化温度高,即使在高温的条件下也能保持较高的机械强度;电绝缘性能优良,介电损耗小、介电常数稳定;密度小,但质地致密,不透水、不透气等。因此,耐热低膨胀微晶玻璃是非常优异的电磁炉板用材料, 了电磁炉板用材料的发展方向。
2、市场前景
产品集低膨胀性、高强度和高热稳定性等优良性能于一体,表面质量更好,产品的适应性也更强,应用范围更广。产品主要可用于炊具、电磁炉板等相关领域。目前电磁炉面板用黑晶板微晶玻璃绝大部分依赖进口,但进口产品价格昂贵,从而限制了其发展和需求。由于黑晶板具有更优良的热学性能、力学性能以及化学稳定性,且对人体无辐射、无危害,绿色环保,是新一 电磁炉面板产品。并且通过引入不同的晶核剂、着色剂和设计不同的热处理工艺制度,还可以得到各类不同颜色的微晶玻璃,其应用领域进一步得到拓展。目前市场需求量相当可观。
3、主要技术指标及产品规格
◆ 产品标准:目前尚无国家标准,可参照国外相关企业标准执行。
◆ 产品规格:100×100㎜;150×150㎜;200×200㎜,厚度4~8㎜;
◆ 性能指标:热膨胀系数 (20~700℃)小于10×10-7/℃;
耐酸、耐碱性 K(质量损失率)小于0.2%且外观无变化;
最高工作温度 400~500℃(长期)
莫氏硬度 5.0~6.0级
4、企业规模及投资估算
1、规模:年产460万片电磁炉用耐热低膨胀微晶玻璃板材(黑晶板)
2、主要原料:石英砂、锂辉石、氧化锌、氧化镁、氧化铝等其他化工原料。
3、主要燃料:
方案一:熔窑以重油为燃料(燃煤锅炉产生蒸汽使重油雾化),晶化窑以液化气为燃料。
方案二:熔窑和晶化窑均以天然气为燃料。
4、主要厂房面积:5500 m2
5、主要设备及投资预算:1985万元。
通讯用红外偏振玻璃
1、项目简介
红外偏振玻璃是将针状纳米金属离子定向排列于玻璃中,是光隔离器、光纤连接器、光开关、光纤耦合器等光电子信息器件、光传感器、光探测器以及各种采用偏振光的器件中所必须的原材料,与偏光晶体相比,它在器件的小型化,优秀的光学性能,很广的收光角及耐热性等方面都有其独特的优点,并可取 贵的天然材料,其优异的起偏性能和耐温性能是有机偏光材料难以比拟的,对促进我国光电子信息产业及光谷的发展有重要意义。同时低消光比的大面积偏振玻璃可应用于汽车灯罩,以减少行车时因前方车灯眩目的灯光而引发的事故。本项研究的目的主要在于研究消光比达10000:1以上的吸收型红外偏振玻璃及其批量化生产技术,并利用这种红外偏振玻璃开发新型光传感器,以满足光通讯产业、汽车工业和其它领域的需要,填补国内在红外偏振玻璃研究与生产方面的空白。本项目已完成中试,对偏振玻璃制备中的拉伸还原工艺,进行了扎实的研究工作,并探索出了具有自主知识产权的红外偏振玻璃拉伸还原制造工艺,包括偏振玻璃基础配方组成、电场熔盐-离子交换工艺在拉伸还原中的应用技术等。对金属吸收型偏振玻璃体系的研究,偏振玻璃微观结构方面的表征研究在国内处于领先地位。对偏振玻璃批量生产的工程化技术,包括批量生产设备选择与定型、技术经济参数等进行了研究,同时制备出了具有高消光比的红外偏振玻璃,其主要性能指标基本符合光通讯器件,如光隔离器等产品的各项技术性能要求,在国内处于领先地位。本项目于2005年通过武汉市科技局组织的鉴定。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
作为一种新型的偏光材料,红外偏振玻璃的产业化对我国偏振材料的应用和发展有着十分重要的现实意义,将对我国的新型检测、光通讯、立体电视、保护隐私的窗玻璃等发展起着举足轻重的作用,其应用前景广泛。在国内,由于目前这种红外偏振玻璃主要依靠进 价格昂贵,需要花掉大量的外汇,所以用量还比较小。对国内来说,目前每年红外偏振玻璃的市场为1000万元左右。该项目的偏振玻璃的工业化生产,可以在节省大量外汇的同时,推进我国光通讯技术、特别是光电集成技术的发展,使红外偏振玻璃的市场扩大到数千万元乃至数亿元。并且,这种偏振玻璃可以用于其它许多领域,以提高以往光探测器件的灵敏度和精度,推动工业技术的发展,如汽车上的光传感与检测器件,光电流、电压检测器件以及其它光检测器件等,其市场将十分可观。以器件 ,将可达到数亿元的市场。与目前国外产品相比,具有价格优势,可以出口。
3、应用情况
已在国内几家光器件公司试用,效果良好,可替代进口偏振玻璃。该项目的中试研究已于2005年元月通过武汉市科技局组织的科技成果鉴定,专家认为该项目打破了国外垄断,主要技术指标达到或超过国外同类产品,整体技术达到国际先进水平。
4、主要技术指标及产品规格
消光比: >30000:1(45dB)以上 透光率:>95%
适用波长范围:1.3~1.6??m 波谱平坦度:在上述波长范围内 ±3~5%
规格: < 3 x 3 x (0.2~0.5) mm3 中试成品率达到70%以上。
5、实施条件
按年产100万片(2 x 2 x 0.2~0.5 mm3),总投资约1000万元,按每片40元计算,年产值4000万元,利税可达1500~2000万元。原材料等可国内进货,生产设备除拉伸机和还原处理设备需要定制以外,其它设备可在国内外购买定型产品。厂房所需面积200 m2,职工40名左右,对环境无危害。
透明导电膜玻璃
1、项目简介
透明导电膜(TCO)玻璃不仅具有导电性,同时具有透光性,具有广泛的应用前景。本项目可根据用户的不同需要,提供不同要求的透明导电膜玻璃。
(1)ZnO基TCO薄膜:ZnO的光学禁带宽度约为3.2 eV,对可见光的透明性很好,Zn的蕴藏丰富,无毒,价格便宜,比ITO更容易蚀刻。因此,近十几年来,ZnO已成为TCO薄膜的热门研究材料,被期待成为平板显示器中ITO薄膜的替 料。本项目的掺杂ZnO薄膜的性能已可以与ITO薄膜相比,并 了大面积高速均匀成膜工艺等问题。
(2)多元TCO薄膜: 开发适合特殊用途的TCO薄膜,将各种TCO材料进行组合,制备出一些具有新特点的TCO薄膜。由TCO材料组合构成的多元TCO薄膜,可以通过改变组分而调整薄膜的电学、光学、化学和物理性质,从而获得单一TCO材料所不具备的性能,满足某些特殊场合的需要。
(3)高迁移率TCO薄膜:在吸收不是非常严重的情况下,TCO薄膜对可见光的吸收是随着自由载流子浓度的增大而增大,但随着载流子迁移率的增大而减小,TCO薄膜的透明区域波长上限主要由载流子浓度确定,随着它的增大而减小,故采用提高载流子迁移率的方法来降低TCO薄膜的电阻率不必牺牲其光学性能。对于电子器件或导线,载流子迁移率是确定其响应速度和功耗的主要因素之一。本项目也可提供一种IMO薄膜的透明导电膜技术,其可见光平均透射率(含1.2 mm厚玻璃基底)超过80%,电阻率低至1.7×10-4ohm.cm。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
目前,TCO 薄膜主要应用于平板显示器和建筑两大领域。与其他类型的导电薄膜相比,氧化物透明导电膜不仅导电性好,而且还像玻璃一样具有高的透明性,所以,可以把它看作一种用途十分广泛的特征功能薄膜。主要用途为:
(1)显示器件中的电极材料。如制作场致发光(EL)器件的电极,液晶显示器件(LCD)中的透明电极以及电致变色显示器件(ECD)中的电极等。
(2)防静电,防电磁屏蔽层。为了防止静电,必须使方阻小于109Ω。
(3)面发热体。SnO2薄膜的电热转换效率在90%以上,通电后立即产生热效应。
(4)热反射膜。SnO2和ITO薄膜在红外部分的反射率可达到80%以上。
(5)太阳能电池。1)SIS异质结太阳能电池,2)太阳能电池的减反射膜。
(6)薄膜电阻器。
(7)气敏传感器。现已能探测甲烷,CO、CO2、H2、H2S、乙醇等多种气体和烟尘。
(8)终端设备。用透明导电薄膜制作薄膜开关。
(9)汽车玻璃。
总之,氧化物透明导电薄膜用途十分广泛,除上面列举的一些用途外,还有一些其他的用途,如电阻照相,静电复印,光记录,磁记录,保护层等。这类材料的研制和开发日益受到人们的重视。
随着平板显示器的需求量越来越大以及对太阳能利用的需求不断增大,透明导电膜玻璃的需求将会越来越大。预计其市场在今后几年将达到近100亿元。
3、主要技术指标及产品规格
可见光透光率:>80%
导电率:10-3~10-4 ohm-1.cm-1 (根据用户需求可调)
规格:可根据用户需求进行调整。
4、实施条件
本项目的透明导电膜玻璃采用磁控溅射镀膜技术生产,可采用现有的磁控溅射镀膜玻璃生产线。如果需要重新建设,采用进口设备总投资约5000万元,采用国产设备总投资约2000万元,年产值大于5000万元,利税可达2000~2500万元。本项目技术对环境无危害。
激光黄色内雕玻璃
1、项目简介
激光是对玻璃进行内雕最有效的工具。采用激光内雕技术,将平面或立体的图案“雕刻”在玻璃内部。其雕刻原理比较简单,激光要能雕刻玻璃,其能量密度必须大于使玻璃破坏的某一临界值,或称阈值,而激光在某处的能量密度与它在该点光斑的大小有关,同一束激光,光斑越小的地方产生的能量密度越大。这样,通过适当聚焦,可以使激光的能量密度在进入玻璃及到达加工区之前低于玻璃的破坏阈值,而在希望加工的区域则超过这一临界值,激光在极短的时间内产生脉冲,其能量能够在瞬间使玻璃受热破裂,根据预定图案在玻璃内部产生一系列炸裂点,形成的炸裂点对可见光漫散射而使雕刻的图案呈白色,玻璃的其余部分则保持原样完好无损。这是激光内雕的基本原理,一般这种雕刻只能形成白色图案,能否形成黄色的立体图案关键在于内雕玻璃的组成和热处理制度。
激光黄色内雕玻璃产品运用光敏玻璃制备原理,让着色剂银离子“隐身”于透明玻璃之中,经激光雕刻后,再施以热处理,当到达一定温度时,原本深藏不露的着色剂就会在激光雕刻处自动显色,从而形成栩栩如生的黄色立体图案。此过程的重点在于热处理制度,让玻璃基体不显色,而雕刻的图案显色。被激光雕刻过的玻璃中有很多缺陷,即图案本身。在随后的热处理过程中,玻璃基体内的着色剂优先于缺陷上不均匀成核长大(所需能量低),因此图案的显色温度比基体显色的温度要底,可通过控制热处理温度得到基体无色、图案显黄色的内雕玻璃。另外处理时间的长短可对颜色进行微调;调节图案设计和点阵密度,可在玻璃内部获得不同图案的工艺装饰品,其性能好、图像清晰、图案可控、深度可调。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
激光内雕系列产品属于工艺品类,由于其璀璨夺目、晶莹剔透并且内部雕刻有精美图案,受到人们的青睐。目前市场上流行的玻璃激光内雕虽然清透,但不逼真。这种发明于上世纪90年代初的无色内雕工艺,是用激光在普通光学玻璃内部打出一个个小点,密密麻麻的小点连成一串组成各式各样的图案。这就好比一张黑白照片,因为缺少色彩元素,也就丢了灵气,失了立体。该研究成果在优质透明玻璃中掺杂了特殊着色剂,激光聚焦射入后,再经热处理,图案便会根据设计要求显示色彩,并且色彩深浅都可随意变化,使激光内雕图案从单一白色向彩色发展。
随着行业的成熟和市场需求标准的提高,激光内雕技术必然向彩色工艺发展。运用激光技术,在透明玻璃体内雕出黄色立体图案,可使玻璃内雕刻工艺品更加光彩夺目,价值倍增。为此利用本技术结和图像设计方法,开发出不同图案、不同颜色的艺术玻璃,其可用于家庭、高级酒店、宾馆、汽车的装饰等行业,同时根据各地人文风景不同,开发具有地方特色的产品,作为旅游留念品,还可用于佛教等寺庙的装饰品,具有广阔的市场和前景。
3、成果应用情况
在先技术中,陈亭等发明人提供一种利用脉冲宽度为纳秒级的钇铝石榴石(YAG)激光器(中国专利ZL97234928.6),将激光束与玻璃相互作用所引起的破坏,导致的炸裂点排成立体图形。一般炸裂点为几十个微米至几千个微米的微裂纹。由于炸裂点对可见光的漫 而呈白色。但并不能形成有着色的立体图案。随后发明人邱建 用脉冲宽度小于10ps的短脉冲激光束聚焦于色心吸收在可见光区域内的光学玻璃,或者是掺杂有三价稀土离子的透明介质内部进行着色和构成彩色立体图案(中国专利CN00127613.1)。但是此种方法制备彩色内雕玻璃的仪器昂贵,成本较高,难以实现规模化生产。本研究目的是克服在先技术的不足,降低激光黄色内雕玻璃制备成本,实现大规模化生产,使光彩夺目的彩色内雕工艺品走进千家万户。根据相关检索,彩色内雕艺术玻璃到目前为止在国内还处于开发阶段,尚未形成规模,该成果在国内属首次转让。本项目技术对环境无危害。
4、主要技术指标及产品规格
激光雕刻后玻璃颜色:内雕图案白色,其余透明无色
玻璃热处理后玻璃颜色:内雕图案黄色,其余透明无色
膨胀系数:78.46×10-7(20~500℃)
转变温度Tg为483℃
软化温度Tf为599℃
产品规格:根据用户要求
5、实施条件
激光黄色内雕工艺流程:组成设计→玻璃熔制→退火→样品加工→激光聚集辐照→热处理。具有玻璃熔化设施、玻璃冷加工系统(精密切割机、粗磨设备、抛光设备)、热处理设备(最高温度小于500~800℃)、激光内雕系统(包括激光波长为530nm左右的1台)条件即可实施。
空穴点阵排列微晶玻璃基片
1、项目简介
以微晶玻璃为基板,研究利用熔融和屏蔽光刻等技术,获得影响可形成具有密集空穴孔阵排列的微晶玻璃基板材料的因素,粉碎方法、烧结工艺、液相(Sol-gel)渗透技术对制备孔径在100纳米以下多孔玻璃介质粉的影响以及多孔玻璃粉与溶胶结合剂混合物的制备、膏状混合物注入微晶玻璃基片方法以及烧结工艺等对具有低、中和高密度排列点阵格式玻璃生物芯片载体材料性能的影响规律,为制备玻璃生物芯片所需载体材料提供必要的条件。同时利用凝胶溶液将多孔玻璃介质注入基板空穴点阵,制备高密度、孔径可控制的生物芯片载体材料。该载体材料强度高、点阵密集,可贮存大量的生物和化学样本,同时耐受合成循环和检测实验中某些试剂的侵蚀,不会导致样本的脱落,可用于固定或隔离生物化学样本。
2、市场前景
21世纪是生命科学的世纪,生物技术已在医疗诊断方面的应用逐渐趋于成熟。与此同时,相关的生物和化学装置技术亦得到了快速的发展,如生物传感器、生物信息技术、化学传感器等。然而怎样去研究如此众多基因及蛋白质在生命过程中所负担的功能就成了全世界生命科学工作者共同的课题,生物芯片正是在这样的背景下应运而生的。
关于玻璃芯片载体的研究,主要以超薄玻璃为基板,在其表面制备具有点阵排列的薄膜,达到贮存生物或化学样本的目的,如俄罗斯专家利用玻璃载体已制成蛋白质芯片,当不同波长的光照射玻璃板上的薄膜层时,薄膜中的蛋白质细胞便呈现出不同的形态,使薄膜的透明度相应的发生变化,利用这一发现制成了精密光学仪器的光学信息载体。我国对生物芯片的研制主要集中在生物芯片的制备、样本的分析及装置的制备,而对生物芯片载体材料的研制相对比较薄弱。
以超薄玻璃为基板,在其表面制备载体薄膜,由于强度低,尺寸可控性差,对生物芯片的制备和样本的分析造成了一定的影响。而玻璃载体最大的优点在于大规模、并行化、微制造,在芯片的单位面积上可高密度地排列大量的生物探针,可一次同时检测多种疾病或分析多种生物样本,同时玻璃芯片载体可满足上述对载体材料的要求,且其荧光背景低、制造成本低、应用方便等优点在国际上被广泛接受。
3、主要技术指标及产品规格(特点)
1.微晶玻璃基片的厚度为0.5-1.0mm,尺寸为10×10或10×25或25×50mm。
2.基片断裂强度大于40MPa。
3.空穴点阵排列为32、64、236(8×32)和1024(16×64)。
4.载体材料微观密度可调控,排列密度分别为2000-10000(低密度)、10000~20000(中密度)和20000~500000(高密度)。
4、应用情况
以微晶玻璃为基板,提供孔径可控制的生物芯片载体材料,其强度高、点阵密集,而玻璃载体最大的优点在于大规模、并行化、微制造,在芯片的单位面积上可高密度地排列大量的生物探针,可一次同时检测多种疾病或分析多种生物样本,同时玻璃芯片载体可满足上述对载体材料的要求,且其荧光背景低、制造成本低、应用方便等优点。本成果选择生产工艺符合国内外生产习惯,易于控制和掌握材料的性能以及制备。在制备的基片上填充符合要求的纳米微孔玻璃介质,就可满足利用屏幕平板印刷技术对DNA芯片的诊断,生物传感器、特殊气体检测传感器的制备、采用UV-光敏微晶玻璃图形模式对DNA芯片的表征和UV-相分离技术对DNA分析研究以及其它方面的需要。
5、实施条件
工艺流程:组成设计→玻璃熔制→退火→样品加工→激光聚集辐照→热处理→酸侵蚀。具有玻璃熔化设施、玻璃冷加工系统(精密切割机、粗磨设备、抛光设备)、热处理设备(最高温度小于500-800℃)、UV紫外辐照仪、不同规格的模板条件即可实施。
金属纤维强化高性能陶瓷基复合摩擦材料
1、项目简介
本项目研制生产的金属纤维强化高性能陶瓷基复合摩擦材料是以陶瓷和金属陶瓷为连续相,添加金属纤维强化,高温烧结成型的一种高温摩擦性能和综合性能优异的新型高性能陶瓷基复合摩擦材料。
该材料耐热性能优异(制动温度高达800℃时仍具有很好的热稳定性),强度高(允许的工作比压可达12Mpa),允许的制动相对速度高(v可达100m/s)。这些性能指标目前居国际工业制动器用摩擦材料领导的绝对领先水平。
半金属型摩擦材料在国际上已经是技术相对成熟的产品,目前在汽车制动行业及工业制动的中小功率机构的制动中被广泛使用;我国相对还比较落后,但已开始在汽车工业广泛使用(高 车使用的半金属型摩擦材料仍需要大量进 ,工业制动装置也开始大量推广使用。由于半金属型摩擦材料具有成本低、制造工艺相对简单,低温(350℃以下)摩擦性能较好,所以仍然是国内外中小功率机构制动和汽车制动中摩擦材料的发展趋势。
对于重负荷、高温工况的工业制动摩擦材料,目前国际上使用较多的是粉末冶金摩擦材料。但随着设备的大型化和超大型化及其机构驱动功率的大型化和超大型化发展,粉末冶金材料仍然不能较好的 高温(600℃以上)、高速(90m/s以上)工况条件下的制动性能问题。所以,其发展趋势必然朝着具有更高技术含量的新材料、新工艺(如陶瓷复合材料、碳碳复合材料)方向发展。本项目于2005年通过江西省科技厅组织的鉴定。
2、应用与市场前景
该材料可广泛用于港口装卸、矿山、冶金、电力等大型机械的工业制动器衬垫、高速列车制动衬垫等。
目前,我国年产大型和超大型港 卸设备及冶金特种起重机等总量约1300台套(其中岸边集装箱起重机约200台,堆场集装箱起重机约400台;1250t以上大型卸船机、装船机、斗轮堆取料机及启闭机等200台套以上、冶金特种起重机500台);预计至2010,每年会以10~15%的速度增长。这些大型和超大型设备平均每台需要高性能、耐高温摩擦材料的重负荷制动装置在6~10台,年总需求量约在7800~13000台套,年需求各种规格的陶瓷基复合材料衬垫约30000~50000片,产值约为1200万~2000万元。国际市场年需求量约在50000片,按国际市场价格产值约1500万美元(约合人民币1.2亿)。此外,每年的备件需求预计在30000片左右。陶瓷基复合材料衬垫形成商品后将很快会得到推广使用并迅速主控国内市场。因而,本摩擦材料预计将会有着广阔的市场前景。
6.5wt%Si特种硅钢片的制备新技术
该项目系统研究了复合粉末连续压延成型工艺和反复压延工艺,成型带材具有较高强度、可剪切、可卷曲;研究了高硅硅钢片热处理过程中的硅--铁扩 反应(合金化)机制,确定出合理的工艺制度。制备的高硅硅钢片试样经国家信息产业部磁性产品质量监 验中心检测,其磁学性能(铁损、最大磁导率)明显优于国内同类。该项目于2005年通过武汉市科技局组织的鉴定。
高性能吸 料及降噪技术研究
本研究通过对交通噪声产生机理、噪声控制原理的分析,寻找降低公路噪声的有效途径。课题组从高性能吸 料和低噪 凝土路面的材料组成、构造设计出发,掌握不同水泥基材料的不同构造方式对噪 作用规律,探索实现噪 制的经济合理的技术措施,最终将交通噪声降低到一个符合要求的水平。本项目于2006年通过武汉市科技局组织的鉴定。
高温自润滑耐 材料及其应用
1、主要产品及其性能指标
(1)球面高温自润滑轴承:该轴承的工作温度:室温—600℃摩擦系数f≤0.25,轴承寿命:循环次数≥10万次。
已经应用在北京首钢炼铁厂的气液两相流高温燃气阀中的球面轴承产品,该轴承的现场使用相关良好。
(2)金属基高温自润滑滑动轴承:工作温度:室温—450℃,摩擦系数f=0.10-0.15。
已经应用在北京首钢炼铁厂运输链上的托辊轴承,在现场连续运转已3年,使用交果良好,目前仍然在运输链上继续工作。
(3)高分子/金属基高温自润滑滑动轴承:工作温度:室温—250℃,摩擦系数f=0.10-0.15。
(4)高温磁流密封技术。密封压力:0.1-0.2Mpa,密封轴的线速度:0-8m/s;密封气氛温度:-120℃。
(5)高温材料摩擦 试验机。速度:无级调速;载荷:变级可调;工作温度:室温-1000℃;试验机可实现数据自动采集、处理、储存和打印。
(6)目前开发的特种轴承有:真空轴承和耐腐蚀金属陶瓷自润滑耐轴承。
2、适用范围
高温自润滑材料是为了 高温工况下的零件耐 润滑问题而开发的新材料。该材料配方通过粉末冶金工艺实施。该材料主要应用发动机零件、热机零件和冶金设备零件中。
本项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
微波烧结新型金刚石-硬质合金复合材料制品的开发
该项目开发了一种新型的金刚石-硬质合金复合材料;发现了磁场对金属粉末加热的独特效果,形成了磁场-电磁混合场-电场的微波连续化烧结工艺和方法;项目组研制的复合材料制品应用于切削工具和钻头,耐 很强,能广泛应用于石油钻井、机械加工等行业,预期有很大的经济效益和社会效益。2007年通过武汉市科技局组织的鉴定。
高性能SnO2电极材料的研制
该项目研制了复合掺杂的高性能SnO2电极材料,对SnO2电极材料的致密化机理、电性能机理以及抗玻璃液侵蚀机理作了深入的研究,成功 了材料的组分设计、无压烧结等关键技术。项目所研制的SnO2电极材料综合性能优异,主要性能达到国际先进电极材料的性能指标。2008年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
固体激光器用陶瓷聚光腔
1、项目简介
随着固体激光器在机械加工、医疗、电子等行业的广泛应用,人们对固体激光器的聚光性能和发射效率提出了更高的要求。影响聚光性能的关键光学部件就是聚光腔(又称泵浦腔),其作用是将泵浦光源的辐射能量最大限度地聚集在工作物质上。它通常是空心的封闭几何体,光源包藏其中,通过聚光腔内壁反射聚集在工作物质上。聚光腔直接影响激光器的工作效果和使用寿命。由于聚光腔长期处于高温使用状态,且需冷却水冷却,同时又要保持极高的聚光反射性能,加之其形状复杂,制作尺寸精度较高,因此一直是材料科学工作者研究的热点材料。国内研制的高分子聚光腔、微晶玻璃聚光腔等都无法满足其使用要求,现主要依赖进 每只价格高达近千元。
武汉理工大学经过多年的攻关,已成功突破其关键技术,采用高技术陶瓷材料研制出样品,现 进行其产业化的工作。安徽一家公司年需量就为800-1000只。我们希望寻找一家工厂共同开发这种新产品,投资仅500万元左右。
2、固体激光器用聚光腔的基本要求
在500~1000 nm波长范围内,腔体内发射率大于95%;
在6kW以下的氙灯照射下,水冷不炸裂;
腔体不容易被污染。
新型蜂窝陶瓷的制备
1、应用领域
蜂窝陶瓷是具有价格低廉、比表面积较大、热膨胀系数小、优良的抗热冲击性能、良好的吸附性能和较高的机械强度等特性,目前已广泛应用于环保、化工、冶金等领域。
(1)环保领域:主要作为汽车尾气处理、烟道气净化、高温催化燃烧等的理想催化剂载体。由于蜂窝陶瓷热膨胀系数小、几何表面大、扩 离短、有利于反应物进入和生成物排出,并可减小反应负压,其已成功应用于环保领域的众多场合。
(2)化工领域:可作为非均相化学反应催化剂的载体,促进反应的进行;还能作为蓄热式换热器的填充介质,增大换热面积,并减小传热阻力,能显著节约能源。
(3)冶金领域:蜂窝陶瓷主要用作熔融金属的过滤器。
2、性能指标
蜂窝陶瓷孔密度为600~800孔/in2,壁厚约0.3mm,比表面大于1 m2/g,使用温度>1100℃,热膨胀系数(25~800)≤1.0~1.5×10-6/℃。
重结晶高温硅碳棒工业生产技术
1、项目简介
本项目采用自主知识产权的硬塑挤塑成型技术,在超低外加剂(塑化剂、水等含量<≤8%)条件下成功获得了高致密碳化硅坯体,在2400℃以上高温下烧结制得重结晶碳化硅。以重结晶碳化硅为电热元件的热端,其表面发热温度可达1500~1600℃,比传统反应埋烧法所制硅碳棒的发热温度高150~200℃,寿命延长30~50%,是近20年来国际上开发的新一 热元件。
本技术全部采用国产化的设备,具有投资省,产量高的特点,产品生产成本比传统工艺降低10~15%,综合性能达到国内先进水平。
2、市场前景
硅碳棒是加热温度超过1000℃的工业窑炉和实验电炉最常用的电热元件,广泛应用于铸造、粉末冶金、电子陶瓷与磁性材料的加热与烧结以及玻璃窑炉、耐火材料、金属热处理等行业。
目前国内硅碳棒的市场需求量为2亿元/年。重结晶硅碳棒具有产品性能高,成本低,生产过程无污染的特点,从国外发展的历程看,重结晶硅碳棒取 应埋烧硅碳棒是电热元件制造技术发展的必然,因此本技术具有良好的市场潜力和应用前景。
3、主要技术指标
项 目
单 位
指 标
备 注
热端密度
g/cm3
2.50~2.56
冷端密度
g/cm3
≥2.90
表面发热温度
℃
1500
℃
1600
涂覆抗氧化涂层
电阻率
Ω·cm
0.12~0.20
4、应用情况
本技术已经在企业实现工业生产转化,产品已批量生产。
5、实施条件
建设年40吨高性能硅碳棒生产线,项目总投资420万元,设备投资200万元。厂房面积2000m2,装机容量250kw。员工总数35人。
主要原材料:碳化硅、工业硅、碳粉,外加剂。
本产品的烧结在真空电炉中完成,对环境没有污染。
6、经济效益
项目实施后年产值1200万元,税后利润380万元。
热喷涂特种涂层技术
1、陶瓷涂层活塞杆和柱塞
特点:采用等离子喷涂和爆炸喷涂技术,在各种液压缸、往复泵中的柱塞和活塞杆表面上喷涂特种陶瓷涂层,其突出特点在于:
(1)陶瓷涂层与钢基体形成复合材料结构,有效利用两者优点,强度高且耐 蚀;
(2)摩擦系数低、能耗小、减少摩擦能耗;
(3)对密封填料或对偶件的 小,减少维修;
(4)使用寿命比镀铬件提高3~6倍,属环保涂层技术。
主要技术指标:
涂层厚度mm
结合强度MPa
涂层硬度HV100
磨削粗糙度Ra μm
磨削
精度
摩擦
系数f
使 用 寿 命
液氮泵
氨 泵
液压缸
0.3~0.5
15~40
800~1300
<0.63
6级
0.05~0.11
>5600hr
>2800hr
>1200Km
应用:广泛适用于石油、化工、化纤、医药、食品、电力、冶金、舰船、水处理、水利、军工领域用的往复泵柱塞,液压缸活塞杆等。
2、陶瓷涂层机械密封
特点:机械密封(或端面密封)是各类泵、反应釜、压缩机、透平机、工程机械、装甲车辆及舰船等用旋转机械的一种先进密封部件,采用在金属基体上喷涂复合陶瓷和金属碳化物涂层制造机械密封动环,具有优异的耐 蚀性能,摩擦性系数小,能耗低,对静环磨耗少,使用寿命长,维修次数少,对降低甚至消除“跑、冒、滴、漏”有重要作用在不同的条件下与镀硬铬机械密封动环同等使用,使用寿命均高于镀硬铬层和堆焊CoCrW焊层的5 ~ 6 倍。另外,与之配副的密封静环, 如:铝青铜、 M106K石墨、L516改性聚四氟乙烯等;由于摩擦系数特低, 达0.033 ~ 0.11 (干摩擦),故与陶瓷涂层配副的静环使用寿命均高于与镀硬铬配副的静环3~4倍。
主要技术指标:
涂层厚度
mm
结合强度
Mpa
涂层硬度
HV100
涂层
孔隙率%
摩擦系数f
精研表面粗糙度
Ra μm
光带
使用寿命hr
0.2~0.3
10~30
800~1200
2~5
<0.1(对石墨)
0.05~0.1
1~2
>8000
(醋酸泵)
应用:广泛应用于化肥、石化、化纤、冶金、医药、食品、舰船、、水利、能源、机械等行业的旋转机械的旋转轴与旋转平面的动密封。
3、抗铝、锌液侵蚀磨损特种陶瓷涂层
特点:熔融铝、锌液活性极高,被称为各种金属的“溶剂”,能与各种金属发生铝热反应形成金属间化合物,使金属被严重侵蚀,成为铝、锌有色冶金工业的一大难题。采用特种陶瓷与金属陶瓷覆层,具有优异的耐高温,润湿角小,抗铝、锌液侵蚀,耐镀铝、锌制件磨损等综合性能,显著延长与铝、锌液接触的金属制件的寿命。
性能:陶瓷涂层厚度:0.5~1.0mm
使用温度:680~720℃(铝),~460℃(锌)
使用环境:熔融铝、锌液 镀铝、锌薄板速度:20~50m/s
应用:热浸镀铝槽用炉辊、支架;热浸镀锌槽、锅等用的炉辊及搅拌器,支架等。
4、锅炉水冷壁管耐高温冲蚀涂层
特点:锅炉水冷壁管是电站锅炉的关键构件之一,长期处于高温、腐蚀、冲刷、热震的工况下运行。过早的停炉维修更换,将造成很大的损失:一台30万千瓦锅炉,每停炉一天,将少发电720万度。采用热喷涂金属涂层保护,热导率高,耐高温燃气冲蚀性好,能显著延长水冷壁管的使用寿命。
主要技术指标:
涂层材料
涂层厚度μm
结合强度MPa
使用温度℃
热导率
抗热震性
550±10℃,水淬
金属及合金丝
~150
10~30
450~550
好
>280次
应用:电站锅炉,工业锅炉,黑液锅炉等用水冷壁管。
5、钼合金用特种陶瓷涂层
特点:在高熔点的钼合金基体上,涂覆特种陶瓷涂层,具有优异的耐高温,抗氧化,耐熔融玻璃侵蚀,不污染玻璃熔体等特性。
性能:涂层厚度:0.3~1.0mm 使用温度:1200~1400℃
使用环境:高温空气氧化,熔融玻璃侵蚀
使用寿命:比未涂覆的钼合金提高3~6倍
应用:特种玻璃熔炼炉用钼电极,高温耐热合金抗高温氧化等。
6、高辐射率节能陶瓷涂层
特点:采用先进的等离子喷涂技术,喷涂特种陶瓷复合粉末,制成具有高辐射率的远红外和红外辐射涂层,达到显著节能目的。
主要技术指标:
(1)热辐射率:0.88~0.90(高于国家标准:0.83);
(2)不含粘热辐射结剂组份,无受热老化剥落问题,使用寿命长,超过一年以上;
(3)比涂刷的远红外涂层辐射面积提高10~30%;
(4)节能效果显著,可达10~30%。
应用:用于低温(100~300℃)脱水处理的食品烘烤、粮食烘烤、涂料加热固化、印染及民用电热器等行业的远红外加热板、管和加热器;用于高温(700~1100℃)加热的炉壁、马弗罐、辐射管、耐火砖表面等。
7、大型热轧无缝钢管顶头
特点:采用等离子喷焊技术,在45#钢基体上制备镍基高温合金基相与复合碳化钨P6311(Ni+WC)耐高温(1050℃)冲击磨损热轧无缝钢管顶头,取 整体材料Cr17Ni2Mo顶头。
主要技术指标:(1)使用寿命较原顶头提高寿命4倍以上。
(2)每吨钢管耗顶头重量由16‰降低到3‰。
应用:冶金工业高温受冲击载荷的工模具,如:顶头、刀片、各种炉辊等。
稀土丝加入工艺和稀土钢的开发
1、项目简介
我国是稀土资源大国,品种全,质量高,已探明工业储量3600万吨。在我国,稀土广泛地应用于冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、轻工、纺织、农业等传统产业中,在冶金、机械行业,我国的稀土处理钢已突破80万吨,使得稀土在钢中的应用得到了迅速发展。
稀土在钢中的作用主要表现在三个方面,净化钢液:脱氧、脱硫、减少钢中夹杂物和降低 硫、砷、锑、铋、铅、锡等元素的有害作用;变质夹杂:改变夹杂物的组成形态和性质;微合金化:稀土与碳、氮、氢及其他合金元素的交互作用,稀土在钢中的固溶和对凝固、晶界、相变、组织等的影响。本项目主要涉及钢中稀土丝加入工艺、加入设备及有关稀土钢的研究开发,同时也涉及稀土在铸铁及有色金属中的应用。
我国稀土处理钢八十年代初期取得了重大进展,主要表现在:稀土加入方法的不断完善,促进了我国稀土钢产量的稳步提高,其处理钢号达80多个,稀土在铜 候钢和低合金高强度钢中得到广泛的应用。由于钢中加入稀土后对提高和改善钢材的韧性冷弯性能,成型性,抗层状撕裂,耐腐蚀性能,热塑性等均有显著作用。目前已大量用于铁路车辆,集装箱,汽车结构件,工程机械,石油 ,压力容器,桥梁等产品制作,取得了显著的经济效益和社会效益,也具有良好的应用前景。在有色金属冶金方面,稀土加入到铝及铝合金中能起到除气、减少夹杂物数量、细化和变质铝合金的铸态组织等方面的作用。
2、应用情况
钢中加入稀土金属丝在武钢集装箱用钢SS400、SM490、SPA-H的使用过程中,进行了有关炉次的跟踪试验,其试验结果表明对于集装箱用钢的三个不同钢种SS400、SM490、SPA-H共3362组试验样本中,其成品的性能合格率为99.7323%,这说明加入稀土金属丝的稀土钢性能稳定,完全能满足生产要求。
3、主要技术指标及产品规格(特点)
本项目主要包括混合稀土金属丝的生产、稀土丝喂丝设备和稀土钢产品的开发。
(1)混合稀土金属丝的主要性能指标
产品名称
规格
产品技术指标
混合稀土金属丝
Φ2.0~Φ5.5
牌号
RECe-48
RECe-45
化学成分,%
RE≥
99
98
Ce≥
48
45
杂质含量
Fe
0.5
1.0
Si
0.07
0.15
S
0.02
0.02
P
0.01
0.01
抗拉强度:≥140MPa
反复弯曲次数:≥8次
(2)稀土丝喂丝设备:稀土丝喂丝设备占地小,不影响现场其他工艺操作,喂丝速度均匀,能保证钢中稀土分布均匀。
(3)稀土钢产品的开发:稀土钢的品种方面,已批量生产的品种共有80多个,主要有以下一些钢种:
16MnR钢板—用量最大的稀土处理钢,稀土处理显著地改善了钢的韧、塑性,特别是横向韧、塑性和低温韧、塑性及冲压性能。这种钢性能优良,成本低廉已广泛地用于制造汽车、桥梁,并在造船、容器以及建筑等行业中也得到较多应用。16Mn钢产量占低合金钢的80%左右,也是世界上工程用钢3个主要钢种之一。
09MnRE钢板—塑性良好的汽车及车辆用钢, 09Mn钢板,用于冲制汽车发动机 及车厢边框边板等零件。冲压合格率比不经稀土处理的提高10%以上。
14MnVTiRE钢板—具有良好低温韧性和焊接性能45kg/mm2(441MPa)级钢种,可用以制作船舶、桥梁、高压容器等。
09CuPTiRE钢板—抗大气腐蚀钢,已大量用于制作货车车辆等。
S20ARE钢板—深冲用钢,稀土可以显著改善此钢的时效冲击值及深冲性能。
4、实施条件与效益分析
稀土丝加入设备体积小,不影响现场其他工艺操作,设备投资小,喂丝均匀。
由于稀土加入能显著改善钢的质量,提高钢的附加值,具有非常显著的经济效益。在武钢生产的集装箱用钢和易成形结构钢JY195上,集装箱SPA-H至2001年鉴定时生产58万吨左右,为武钢创造经济效益12113万元;集装箱用钢SM490A至2001年鉴定时生产4万吨左右,为武钢创造经济效益1520万元;集装箱用钢SS400至2001年鉴定时生产2万吨左右,为武钢创造经济效益689万元。易成形结构钢JY195钢至2001年鉴定时生产约35000吨,为武钢创经济效益1433万元。其中集装箱SPA-H和易成型结构钢JY195钢分别获武钢2002年度科技进步壹等奖和2001年度科技进步贰等奖 。
节能减排、工业废 用与污水处理技术
硫酸 合利用技术
1、项目简介
项目的主要目的是开发利用硫酸渣,使其资源化。。本项目自主研究开发的由单一超极限(h/D)螺旋溜槽构成的一粗二精一扫的硫酸 选新工艺,工艺流程简单,操作简便,所获产品指标稳定先进,易于实施,不产生二次污染(实现无尾生产)。自主研制的分选设备——超极限(h/D)螺旋溜槽,突破了距径比不能小于0.45的传统理论极限,采用了0.36的超极限距径比设计,具有操作便利、低耗、高效、运行成本低等明显特性;在增大螺旋槽直径后仍可对微细粒物料进行有效回收,提高了小密度差物料的分选效率。该工艺技术同时还可用于其它含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离及综合回收等,为综合利用固体废料提供了可靠的资源化处理新技术、新工艺、新设备。
该项技术于2001年投入工业应用以来,业已在全国8省市16家厂家投入工业运行。累计处理硫酸渣原渣155.3万吨,共创利税1.46亿元,总产值达2.19亿元。具有明显经济效益和显著的社会效益。
该项目2003年通过由湖北省科技厅主持的成果鉴定(成果登记号:EK040062);2004年获得湖北省科技进步一等奖;2002年取得国家实用新型专利(专利号:ZL 01 2 67326.9);2005年被确定为国家科技成果重点推广计划项目(项目编号:2005EC00025,证书编号:050247)。
2、技术水平
(1)超极限(h/D)螺旋溜槽设备创新点
1)采用了0.36的超极限距径比设计。超极限(h/D)螺旋溜槽,突破了距径比不能小于0.45的传统理论极限,采用了0.36的超极限距径比设计。具有操作便利,低耗、高效等明显优越性;在增大螺旋槽直径后仍可对微细粒物料进行有效回收;提高了小密度差硫酸渣的分选效率。
2)增加了横向冲洗水的设计。采用该设计后提高了单机富集比,从而更适合于处理硫酸渣和其它低品位尾渣的资源化处理。
3)采用了1500mm的大直径设计。单机设计处理能力是传统LL螺旋溜槽最大规格1200mm螺旋溜槽处理能力的2倍。
(2)硫酸渣分选提纯工艺创新点
1)用单一超极限(h/D)螺旋溜槽构成的一粗二精一扫硫酸渣分选提纯新工艺。所获产品指标稳定,工艺流程简单,操作简便,易于生产,运行成本低。本工艺流程生产成本,按已投产厂家平均生产成本计算为:129.51元/吨精,远远低于其它分选工艺生产成本;
2)与传统浮选—磁选法相比,精矿品位可提高3~5%,金属回收率提高10~15%;该工艺克服了因硫酸渣焙烧后的矿物表面活性不足,导致浮选无法进行,分选效果差等不足;
3)与传统磁选—摇床和洗矿—分级—磁选工艺相比,该工艺可有效排除精矿产品中的S含量,S含量最低可达0.13%,并且克服了上述两方法工艺流程复杂等缺点;
4)与酸浸—磁选—浮选联合流程及磁化焙烧-磁选和高温氯化法相比。上述三种流程工艺流程复杂且涉及高温热工,维修操作困难,运行成本高;
5)硫酸渣超极限(h/D)螺旋溜槽分选提纯工艺,能实现无尾生产,不产生二 境污染。分选过程产生的尾砂可作为水泥添加剂和制砖使用,可实现无尾生产;此外,分选过程中,唯一分选介质为循环水,故不会产生二 境污染,也是该工艺突出特点之一。
(3)国内外所处水平
上述工作经国内、外查新检索,尚未见有此设备特征和工艺流程特点的文献、专利及成果报道。该项技术处于国际先进水平。
3、应用范围
本项目可适用于对硫酸 及其它含金属固体废 低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离及综合回收等。
4、市场分析
硫酸的消耗量通常是表征一个国家工业化程度的重要指标之一。我国是生产硫酸和消耗硫酸大国,每生产1吨硫酸即须排出0.8~0.9吨的硫酸 年排放量惊人,已成为制约硫酸生产企业发展的瓶颈。
以前硫酸 少部分直接供烧结、球团用或作为水泥添加剂外,绝大部分作为废弃物堆放,浪费含铁资源,造成环境污染,影响工农业生产,危害人类健康,已成为区域公害。我国拥有众多大型、特大型硫酸生产企业,解决硫酸渣污染势在必行。同时,由于钢铁工业的快速发展,铁矿资源出现明显的紧张局面,这给二次含铁原料的利用提供了大好时机。目前市场硫酸渣精矿售价由原来的不足百元猛升至400-500元,且供不应求。
5、效益分析
利用本项技术建厂,规模可从年处理1.5万吨硫酸到几十万吨,可根据资源特点及大小
确定建厂规模。本经济效益分析以年处理10万吨硫酸 模进行效益分析。
10万吨硫酸 选厂建厂总投资约为100万元,每年可获得5万吨硫酸 矿(视原 含量高低及分选难易程度,其精矿产率亦不同,此处取平均值),每吨硫酸渣精矿按市场平均售价400元计。
简单经济效益分析如下:
(1)产值:5万吨×400元/吨=2000万元
(2)吨铁精矿总成本:250.0元/吨精矿
(3)年总成本:5万吨×250.0元/吨=1250万元
(4)企业利润:企业利润=总产值-总成本=750万元/年。
钢渣矿粉的工业化生产成套技术与工程应用开发
本项目针对钢 磨、水化活性低、成分波动大的材料固有缺陷,开发出显著提高钢渣易 的预处理技术和钢渣矿粉质量稳定性的控制技术,设计出4道破碎预粉 6道除铁、1道粉磨及钢渣原料的预均化和钢 粉的空气搅拌均化相结合的钢渣矿粉生产工艺,使钢渣中金属铁含量由12--15%降到了1%以下,使系统电耗下降30%以上,使钢渣最大程度的回收金属铁和最大限度 在技术和经济上成为可行,实现了钢 粉粉磨工艺的技术创新。本项目于2005年通过武汉市科技局组织的鉴定。
新型高效环保型水处理絮凝剂的研制与应用
利用我省资源丰富价廉的红龙虾壳和天然矿物材料累托石制备出新型高效环保型水处理絮凝剂,以替 环境和人体有害的传统絮凝剂;并成功地应用于:自来水、啤酒废水、石化废水、油漆废水等水质的净化处理。通过应用证明,本絮凝剂与传统的絮凝剂相比具有:加量少、成本低、絮凝效果好、二次污染少等特点。目前国内外尚无此类技术。该成果已获国家发明专利。2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
城市污水水质特征分析及其水质指标预测方法研究
课题组对武汉市三个城市污水排放口进行了为期1年的水质监测,对城市污水的水质特征进行了分析,得到了武汉市部分地区城市污水中COD、BOD5、SS、TN、NH3-N和TP等污染物指标的平均质,并求得各指标的时变化系数和总变化系数;对特定的化粪池的进出 质进行了连续24小时的监测分析,并求得武汉市人均污染物排放量指标。该预测方法可应用于该城市污水厂的设计及运行 ,并可推广应用于相类似的南方城市。本项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
年处理100万吨建筑垃圾资源化综合利用
该项目采用物理强化和表面剂对再生骨料表面进行改性,大大改善了再生骨料的品质;用建筑垃圾粉料、再生细骨料与钢 粉复合制备了性能符合相关标准要求的干混砂浆;有建筑垃圾微粉作为主要胶凝材料制备蒸压建筑制品,使到厂的建筑垃圾利用率达100%.。该项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
城市建筑垃圾综合处理技术开发
该项目通过对建筑垃圾进行分类处理、系统研究了建筑垃圾制备混凝土、墙体材料的技术,建筑垃圾综合利用率达到95%,为建筑垃圾的高效利用提供了技术支撑。采用矿 钢 粉、水玻璃等材料研制出高强度界面强化剂、对再生骨料进行强化处理,改善了建筑垃圾的界面性能,适合配置高强高性能混凝土。该项目环境效益、社会效益显著,推广应用前景广阔。2007年通过武汉市科技局组织的鉴定。
新型高效节能装饰板系统研究与应用
1、项目简介
针对我国外墙外保温技术现状,开发的以高效节能、高寿命和高安全性、高装饰性和快速施工为主要特点的新型外墙外保温系统,该项目旨在 我国目前外墙外保温系统中现场施工所存在的大量技术问题,从而保证墙体的节能效果和使用寿命,为我国新建建筑和既有建筑改造提供技术保证,该技术符合国家建筑节能产业政策,已在武汉示范应用,取得了一定的社会与经济效益。
2、应用行业领域
建筑节能。
3、经济效益分析
与传统技术相比,FP板在质量、成本与工期方面具有非常显著的优势: 1、节能效率更高。由于本技术对保温层进行了改性,其导热系数达到了0.036W/m·K,与现有技术相比,导热系数降低了12%,因此节能效率更高。同时施工时形成的分布式空腔封闭了大量的静态空气使节能效果更高。2、施工效率更高。由于本系统主要产品为工厂预制,因此与现有体系相比,施工过程相对简单,施工周期短。3、外观可调范围宽。产品采用预制工艺,可使建筑获得多种装饰效果,使建筑风格多样化,满足建筑师的要求。4、质量更高。
外墙外保温隔热系统抗裂关键技术
本项目为 我国目前建筑节能重要组成部分----外墙外保温技术中墙体容易开裂、材料成本过高的问题,对夏热冬冷地区的外墙外保温技术进行了系统的研究。在外墙外保温的抗裂关键技术中,采用材料增强、收缩补偿、裂缝分 裂缝自愈合、聚合物增韧等技术路线共同作用,突破了传统保温隔热墙体单一采用聚合物增韧导致的成本升高、耐久性能偏低的问题。在材料低成本化研究中,采用功能外加剂与其它技术原理共同作用,完全采用国产原料制备保温抗裂砂浆用于替代占目前保温隔热材料体系中75%以上的聚合物材料是可行的,可降低成本20--30%。2007年通过湖北省建设厅组织的鉴定。
利用固体废物生产艺术型陶瓷清水砖
1、项目简介
本项目利用各种固体废物(氧化铝赤泥、铝灰、城市污泥、尾矿渣、黄河泥砂、页岩等)生产新一 术型陶瓷清水砖。既可满足市场对高 水砖的需求,又可减少各种固体废物对社会环境的污染。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
本项目适合于建设在城市及其周边地区或产生大量固体废物的大型生产企业。
我国是砖瓦生产和使用的大国,各类砖年产量达6000多亿标块,目前实心粘土砖占70%,年取土14.3亿m3,并对环境造成了严重污染。因此,国务院1999年发文,指定170个城市2003年6月30以前禁止使用实心粘土砖,所有省会城市2005年底以前禁止使用实心粘土砖。“禁实”之后,新型墙体材料的年需缺口达3000~4000多亿块,大量以粉煤灰,煤矸石等作为原料的砖瓦企业 各地新建和改扩建。但总体而言,中低 瓦产品占我国总产量的绝大部分,在建筑中仅作为框架结构的填充物或一般性承重墙体,然后再以水泥砂浆,瓷砖或涂料装饰外墙,施工起来费工费时,而且不能满足城市建筑日趋艺术化、景观化的需求。
艺术型陶瓷清水砖是按照21世纪建筑理念和潮流的研究而成的新型墙体材料,是将材料科学与建筑艺术有机结合的新一 科技产品,其坯体以固体废物按陶瓷生产方法烧结而成;其外表面施以特殊艺术化装饰,直接砌筑后不必再进行外墙装饰,使建筑和景观与自然更加亲近,宜人温馨。此外,这种新材料还可以用于铺地或屋面装饰。随着我国城镇建设速度的加快和人民生活水平的提高,建筑和景观的艺术化和生态化是一种必然的趋势。艺术型陶瓷清水砖将有广阔的市场前景。
3、主要技术指标及产品规格
(1)坯体中固体废物利用率为50~80%;
(2)承重型陶瓷清水砖符合《烧结普通砖》的国家标准,产品尺寸一般为240×115×53mm;强度等级MU30以上,尺寸偏差和外观质量达优等品。
(3)可以根据当地市场情况,生产艺术型的烧结多孔砖、空心砖、屋面瓦、铺地砖等。
4、实施条件
(1)设计规模:3000万标块/年,总投资2000~2500万元。
(2)主要生产设备:球 、造粒机、压机、装饰机和窑炉等,设备投资1400万元左右。
(3)主 要 原 料:各种工业固体废物、尾矿、页岩、泥砂和少量当地粘土等。燃料一般为石油液化气、焦炉煤气、发生炉煤气和柴油等,工厂占地面积3~4公顷,劳动定员150~200人。
5、经济效益分析
本项目属于国家鼓励的循环经济项目。国家政策规定,利用固体废物生产新型墙体材料,可提供低息或无息贷款,5年内免征产品所得税。本项目年销售收入4000万元左右,生产成本1000万元/年,其他成本200万元/年左右,年创利税达1500万元以上,纯利润1000万元,投资回收期3年左右,是一个产品附加值高,投资少,见效快的项目。
利用石膏尾矿生产胶凝材料及墙体材料
1、项目简介
石膏尾矿是指二水石膏含量低50%的石膏矿石,由于含有各种杂质不能用于煅烧熟石膏,而成为一种工业废弃物。目前,在各大石膏矿都大量存在,既占用土地影响生产,又污染环境。因此,石膏尾矿的再生利用已引起人们的重视。该项目为湖北省重点科技攻关项目。
80年代初期,国内有单位曾经对石膏尾矿的再生利用进行过研究。其制备的方法是:石膏尾矿经高温(大于800℃)煅烧,使二水石膏转变成无水石膏,再掺加水泥和其他外加剂。但由于制品耐水性差并出现泛霜现象,用煅烧石膏尾矿制备胶凝材料及制品的试验未能获得成功。本课题采用的研究路线是:石膏尾矿不经煅烧,直接磨细与一定比例的磨细矿渣、粉煤灰混合,在复合激发剂作用下,制备各种新型墙体材料。主要研究结果如下:
(1)石膏尾矿胶结料基本物理性能指标
强度(28d)
初凝 时间
(min)
终凝 时间
(min)
表观 密度
(kg/m3)
软化 系数
吸水率
(%)
干缩率
(mm/m)
抗折
抗压
4.4
41.2
190min
208min
1785
0.85
1.09
0.2
(2)=24×11.5×5.3cm标准砖的制备
选用黄砂和粒径小于5mm的石子,按胶结料70%,黄砂15%,石子15%的比例,制成24×11.5×5.3cm的建筑砖,保湿养护28天,测其抗压抗折强度、吸水率、软化系数。
抗压强度(Mpa)
抗折强度(Mpa)
吸水率(%)
软化系数
33.4
3.7
11.0
0.81
(3)39×19×19cm空心砌块的制备
选用黄砂和粒径小于10mm的石子,按胶结料70%,黄砂15%,石子15%的比例,制成39×19×19cm的空心砌块,保湿养护28天,测其抗压强度、吸水率、软化系数。
抗压强度(Mpa)
空心率(%)
软化系数
4.7
39.2
0.80
2、市场分析
研究表明,用这种方法进行石膏尾矿的再生利用,工艺简单,节省能源,制备的墙体材料强度高,耐水性好,价格低,市场竞争力强。
3、主要设备
破碎机、球蘑机、混料机、搅拌机、制品成型机等。
利用工业固体废弃物制备功能胶凝材料
1、项目简介
该项目系统研究了规模化高效利用矿 粉煤灰、钢 煤矸石、 膏等工业废弃物的活性激发、生产工艺及其应用技术,提出系统、高效率的物理、化学活性激发方法,充分发挥其潜活性、提高生产效率、降低能耗。所制备的高活性混凝土掺合料可以高掺量替代水泥及水泥熟料、改善混凝土工作性及耐久性。
新型墙体复合设计及其快速施工技术为高活性混凝土掺合料又提供了一条新的应用途径,其设计独特、可操作性强、生产效率高。其延伸技术研究为该技术的推广应用提供了技术补充与完善。
2、适用范围
主要适用于水泥公司、商品混凝土公司和墙材公司的生产研究。
3、主要技术特点
工业固体废弃物利用率高,高附加值、功能化利用,生产能耗低,针对其特性采取不同活化方法,成本低廉、性能优良、效益明显;专项技术系统、完备,已建成示范生产线。
4、应用情况
(1)湖北华新水泥股份有限公司控 武钢-华新公司120万吨水泥生产线利用本技术生产环保型水泥及混凝土掺合料,不仅消耗武钢集团产生的大量工业废渣,而且节约水泥生产成本、改善其应用性能;
(2)武汉一冶建安公司商品混凝土分公司采用高活性矿物掺和料生产商品混凝土40万m3,不但提高了混凝土工作性和耐久性,而且节约成本;
(3)武汉奥杰新型建材股份有限公司利用本技术生产新墙材22万平方米,新创产值1320万元,利税340万元;
(4)深圳天地远东混凝土有限公司利用本技术生产活性矿物掺合料并用于混凝土生产中,生产45万m3混凝土,新增产值11600万元,新增利税520万元。
5、实施条件
本技术不用改造生产设备,或者只在原有设备生产线上增加极少的辅助设备,重点通过材料调整配方,所用外加剂均通过市场易得通用材料按照一定的比例复合,因此推广比较便利,普通专业技术人员按照本研究提出的技术路线,采用本企业常用原材料进行适当的实验后,能够很快掌握有关应用技术并熟练对原材料及工程要求的变化。
6、经济效益分析
该项目的工业废渣利用率达到95%以上,使工业废渣增值20元/吨,可以重量比50%取代42.5硅酸盐水泥熟料,节约水泥生产能耗。以武钢-华新水泥股份有限公司120万吨水泥生产线为例,每年可减少武汉市工业废弃物堆积量60万吨以上,节约水泥熟料60万吨。即节约标准煤7.8万吨,节电0.84亿度,减少CO2排放60万吨,从而节省大量能源和显著缓解环境负荷。本技术的推广,还可以提高其它工业固体废弃物的利用率,保守估计每年提高利用率5%,则可创直接经济效益约7亿元/年。工业废弃物的充分资源化利用减少堆放场地的占用,从而保护了耕地,减少了对空气、水质的污染。而水泥熟料生产量的减少,对于水泥工业的产业结构调整、实现可持续发展战略具有非常重要的意义。
利用化学石膏生产建筑砌块墙体材料
1、项目简介
我国各种化学石膏的排放量极大,不仅占用大量土地、污染环境,而且给生产企业造成很大负担。而化学石膏中二水硫酸钙含量一般超过80%,是一种重要的再生石膏资源。随着国家对绿色生产和环保生态要求的提高,化学石膏资源化合理利用是国家、企业迫在眉睫必须解决的重大课题。利用化学石膏开发新型墙体材料(石膏砌块)意义重大、前景广阔,社会、经济和环保效益显著。
化学石膏开发新型墙体材料,首先必须对化学石膏进行预处理,制备性能优良的建筑石膏等。在此基础上,研制石膏砌块等墙材,包括其成型、制备、养护工艺等。其主要技术指标满足国标JC/T698-1998“石膏砌块”标准。主要内容涉及:(1)化学石膏的预处理及建筑石膏的制备;(2)石膏基胶结材的制备;(3)石膏砌块的生产线设计与工艺参数的确定。
2、产品规格与主要技术性能指标
(1)产品规格:长度为666mm;高度为500mm;厚度为60 mm 、80mm、90 mm、100 mm、110 mm、120 mm。
(2)表观密度:实心砌块的表观密度不大于1000Kg/m3,空心砌块的表观密度不大于700 Kg/m3。
(3)干燥强度:抗压强度大于2.5MPa,抗折强度大于0.5MPa。
(4)软化系数:大于0.6。
3、经济效益分析
以年产20万平方米化学石膏砌块生产线为例,进行技术经济分析如下:
项目
单位产品费用
(元/m2)
总产品费用
(万元)
备注
1 销售收入
30
600
2 制造成本
254
2.1 材料动力维修
200
2.2 人员工资
30
2.3 废品损失
9
300×3%
2.4 固定资产折旧
15
150万/10年
3. 产品销售利润
346
4. 费用
1
20
包括 、辅助人员等工资
5. 销售费用
1
20
推销人员工资其它销售费用
6. 运输费
4
80
包括卸车费
7. 坏帐准备
3
按销售收入5‰
8. 税收
免
免
按政策规定免税收
9. 利润总额
223
4、应用情况
本项目技术成熟,我国已实施多 产线。
利用不同固体废弃物制备新型建筑蒸压承重材料
先进性、创造性:1、根据不同废弃物理组成、产生过程及其可能产生的作用的不同,对其建立了不同废弃物的科学分类和评价体系,为工业废弃物系统应用于墙体材料提供了理论基础。2、采用物理活化、化学活化、热活化共同作用的活化技术路线,对不同废弃物进行活性激发。3、以钙质材料衍生物取 灰、低活性固体废弃物的活化与实现、残留活性矿物与水化产物再活化与实现、采用炉 废石屑等粒状固体废弃物取代天然骨料等技术路线,提出4种利用工业废弃物生产蒸压砖技术体系。2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
建筑废弃物生产再生混凝土技术
1、项目简介
建筑废弃物主要来源于旧建筑物、桥梁、混凝土路面等的拆除和维修,新建房屋过程中材料的 也产生建筑垃圾。当前,我国 于经济建设的高速发展时期,建设工地的废弃物排放大量很大。据调查,我国每年施工建设产生的建筑垃圾达1亿吨以上,绝大部分都未经任何处理,有的堆放在露天,有的填埋在地势低洼的地方,造成环境污染和资源的浪费,将建筑废弃物再生利用既可以 环境被污染,又可以合理利用这些资源,还可以取得一定的经济效益。
旧混凝土或废弃混凝土是一种良好的可再生的资源。这项技术广泛应用在旧水泥混凝土路面加铺沥青的道路工程、旧城区改造、桥梁加固与维修工程等领域,是目前解决废弃混凝土或城市建筑垃圾的最佳选择。
2、技术路线
本课题组在湖北襄樊城市道路改造中,大量使用破损的旧混凝土面板经破碎后,应用在沥青路面的水稳基层,部分应用在公路混凝土面层结构,总用量达1万吨以上,节省资金5万余元,取得了较好的环境效益和社会效益。
经过大量研究,我们提出了两条技术途径:
(1)废弃混凝土→分 破碎→筛分→再生集料(根据旧混凝土的不同强度,控制不同的破碎粒径)→配制再生混凝土(严格控制配合比)
(2)废弃混凝土→热活化→骨料砂浆分离→分离出的石子直接作混凝土骨料;砂浆与其它组分配合作胶凝材料(如干混砂浆)
3、主要设备及投资
设备投资(依投资规模可以大幅度变化):20~100万
主要设备:破碎机、筛分机、运输机等,基本上系一般石料厂所需设备。
高掺量粉煤灰砖与砌块生产技术
1、项目简介
我国目前粉煤灰堆放量累计达数亿吨,而燃煤电厂每年排放的粉煤灰量达8000万吨,需占堆放地30万亩。因此,如何提高粉煤灰综合利用率、尽快消化粉煤灰,是摆在我们面前非常迫切的任务。从目前粉煤灰综合利用来看,建筑材料约占总利用量50%,而建材中墙体材料又占其中的80%。根据2010年目标,到2010年新墙材要占总墙材的40%。因而平均每年需新增新型墙体材料约200亿块。若全部利用粉煤灰( 制作,每年可以消化粉煤灰0.4亿吨,约为年排放量的50%。可见,制造墙体材料是粉煤灰综合利用的主要途径。开发高掺量粉煤灰砖与砌块新型墙体材料,符合国家墙改政策,经济和社会效益非常显著。
生产粉煤灰砌块和普通粉煤灰砖生产线规模可大可小,可采用全自动也可采用半自动,可采用国产设备也可采用国外设备,依据投资规模和资金情况确定。国外设备的优点不用说,但一次性投资大,服务可能难得极时;选择国内生产线时,则(1)投资较小(2)服务及时、方便(3)保证配件的及时供应。国内每 产线设备成本约在40-300万元之间。
2、原材料及成本分析
以武汉为例进行分析,每生产一立方米粉煤灰砌块和普通粉煤灰砖的原材料成本如下(比中小城市的成本略高一些):
粉煤灰砌块
序号
原材料种类
单位
消耗
定额
单价(元)
原材料单项
成本(元)
原材料成本
(元/立方米)
1
水泥(32.5#)
吨
0.12
265.00
31.80
55.41(元/m3)
(每立方米砌块折约684块标砖,则折每块标砖原材料成本为0.081元。)
2
粉煤灰
吨
0.48
7.00
3.36
3
废渣集料
吨
0.60
25.00
15.00
4
激发剂A
吨
0.07
50.00
3.50
5
激发剂B
吨
0.005
350.00
1.75
普通粉煤灰砖
序号
原材料种类
单位
消耗
定额
单价(元)
原材料单项
成本(元)
原材料成本
(元/立方米)
1
水泥(32.5#)
吨
0.16
265.00
42.40
73.98(元/m3)
(每立方米砖约684块标砖,则每块标砖的原材料成本为0.108元。)
2
粉煤灰
吨
0.64
7.00
4.48
3
废渣集料
吨
0.80
25.00
20.00
4
激发剂A
吨
0.10
50.00
5.00
5
激发剂B
吨
0.006
350.00
2.10
3、应用情况
本项目技术成熟,在我国已实施多条生产线。
厂拌再生沥青混合料组成设计与应用研究
通过对旧沥青混合料中旧沥青的回收与性能测试、集料性能试验及变异性试验研究,建立了先进的旧沥青混合料性能评价指标体系;利用石油副产品为原料,开发了具有良好再生性能及耐老化性能的沥青再生剂。通过对掺入再生剂、改性剂以及不同掺加量的旧沥青混合料配合比设计,配制出了成本低、综合性能优良的再生沥青混合料;采用模拟拌和试验、红外热像跟踪观测及材料变异性控制等技术,保证了再生沥青混合料的施工质量.。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
磷矿 砖
1、项目简介
设计一条年消耗 15000吨(日消耗45.5吨)的环保陶瓷示范生产线,生产高 地装饰砖(应用于人行道、广场、屋顶砖等),产品尺寸初步 为100×200×20mm,年产量为30万M2。
生产工艺: e 其它原料→称重配料→对辊破碎→增湿造粒→储料仓→压制→隧道干燥器、陈化仓→装饰→轻型隧道窑→成品
2、实施条件
1)、主要生产设备和辅助设备(300万元)
(1)链板式干燥喂料机; (2)对辊破碎机;
(3)锥形混料机; (4)增湿造粒机;
(5)液压压砖机; (6)喷淋装饰机;
(7)隧道干燥器; (8)50m轻型隧道窑 ;
(9)陈化仓及储料仓; (10)输送设备;
(11)其他辅助设备及工具;
2)、其他条件:厂房 24m×100m=2400m2;占地面积10亩左右;生产定员46人。
3、效益分析
按60元/m2销售价 ,该项目年产值1800万元,生产成本预计30元/m2,年利润预计360万元/年。生产定员46人。项目总投资300万元以内(不包括厂房及土地购置),投资1~2年收回。
矿渣微粉技术
1、项目简介
矿渣微粉是将铁高炉排出的水淬矿渣外加少量助 经超细粉 而得到的一种粉未状产品。其主要化学成分为SiO2、AI2O3和CaO,具有超高活性,将其作为掺合料掺入水泥混凝土中,这些活性的SiO2、、Al2O3即可与水泥中C2S和C2S水化产生的Ca(OH)2反应,进一步形成水化硅酸钙产物,填充于水泥混凝土的孔隙中,大幅度提高水泥混凝土的致密度,同时将强度较低的Ca(OH)2晶体转化成为强度较高的水化硅酸钙凝胶,从而使水泥混凝土的一系列性能得到显著改善。
2、市场前景
矿渣微粉作为掺合料,不但能降低混凝土的成本(每方约降低10-20元),经济价值可观,而且能有效利用矿 源, 环保问题,完全符合可持续发展的思想和战略。同时,对混凝土来说,具有良好的能长期保持的力学性能、水化温峰小且延迟、体积稳定性好等特性。矿 粉作为掺合料在混凝土中的应用将会有良好的前景。
3、效益分析
(1)可大幅度提高水泥混凝土的强度,轻而易举地配制出超高强水泥混凝土;
(2)用于普通水泥混凝土可节省水泥用量,降低混凝土成本;
(3)可有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应,显著提高水泥混凝土的抗碱骨料反应性能,提高水泥混凝土的耐久性;
(4)可有效提高水泥混凝土的抗海水浸蚀性能,特别适用于抗海水工程;
(5)可显著减少水泥混凝土的泌水量,改善水泥混凝土的和易性;
(6)可显著增加水泥混凝土的致密度,改善水泥混凝土的抗渗性;
(7)可显著降低水泥混凝土的水化热,适用于配制大体积混凝土。
4、实施条件
本技术可使用现有水泥厂的普通球磨机,只对球磨机的内部构造和工艺过程稍加改造,另加本研究室研制的矿 用助磨剂,无须另加设备即可生产出比表面积600-800m2/kg的超细矿 投资少,见效快,工艺简单、经济效益显著。
新型粉煤灰(硅质石屑)加气混凝土生产及技术开发
1、项目简介
粉煤灰(硅质石屑)加气混凝土是一种以粉煤灰(或硅质石屑)和石灰等材料按一定比例配合、加入发气剂经搅拌发气,再经成型,在一定温湿度条件下水热合成的硅酸盐混凝土。可作为一种适用于内外墙可加工成砌块和板材的新型墙体材料。
本项目在充分调研并吸收国内地面翻转技术、德国切割和传送技术以及计算机控制技术等基础上,研制成功了新型粉煤灰(硅质石屑)加气混凝土生产线成套新技术、新装备。主要装备包括:切割装备(吸收德国伊通技术),传送装备(吸收德国维汉技术,不用行车),翻转装备(吸收国内地面翻转技术,自创独特的空翻技术,不用行车,平稳、可靠),切前预养装备,釜前预养装备,自控或半自控装备等。主要工艺技术包括:磨前细化技术,原料活化技术,切前养护技术,釜前预养技术,翻转技术,切割技术,传送技术,自控或半自控技术等。
新型粉煤灰(硅质石屑)加气混凝土生产线具有如下技术特点:
(1)总体投资少。无需行车,无需承重工业厂房,土建投资少。
(2)没有高空和交叉作业,安全性好。
(3)工艺装备水平高,可实现全程半自动或全自动控制。
(4)操作工人少,单班约15~20人。
(5)工艺、装备、管理配套,服务体系完善。从策划设计、土建设计施工、设备设计加工、安装调试、工艺调试、试生产等,能提供一条龙服务,且终身维护。
(6)能耗低、人工少、效率高,工厂运作成本低。
(7)建厂和试生产周期短,试产代价低。建厂和试生产周期分别为6个月和1 个月,且有实验工厂,可实现客户员工试产前在线操作培训。
(8)占地面积小,年产10万立方米规模的工厂占地面积约1万平方米。
(9)可按客户需要打造,整体规划,分期投入,预留扩展空间,主机设备可扩展到制造板材。
(10)传送平稳,物流紧凑,环节少,质量水平高,产品可打包装,破损率小。
2、新型粉煤灰(硅质石屑)加气混凝土生产线技术经济分析
以南方某地年产量10万立方米粉煤灰加气混凝土砌块线为例,进行技术经济分析如下:
年设计产量10万立方米加气混凝土砌块
项目
单位产品费用
(元/m3)
总产品费用
(万元)
备注
1 销售收入
150
1500
2 制造成本
71.84
718.4
2.1 材料动力维修
48.62
486.2
2.2 生产人员工资
5.76
57.6
2.3 废品损失
1.46
14.6
48.62×3%
2.4 固定资产折旧
16
160
1600万/10年/10万m3
3. 产品销售利润
78.16
781.6
4. 费用
5
50
包括 、辅助人员等工资
5. 销售费用
2
20
推销人员工资其它销售费用
6. 运输费
20
200
包括卸车费
7. 坏帐准备
0.75
7.5
按销售收入5‰
8. 税收
免
免
按政策规定免税收
9. 利润总额
50.41
504.1
4.应用情况
本项目技术成熟,在我国已实施多条生产线。
基于陶瓷滤料的高效含油污水处理组合新工艺的研究
该项目针对目前国内外主要石油石化企业含油污水处理效率普遍较低的难题,在深入分析含油污水中细小油滴和杂质颗粒表面电荷特性的基础上,自主研发了氧化铝工业废弃物赤泥制备的多孔亲油性和疏油性陶瓷料用于污水处理,取得了良好的处理效果。2008年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
新型垂直流人工湿地系统
1、项目简介
人工湿地系统作为一种兼有水体修复、园林绿化和景观效果的水处理设施,具有较高的应用价值。国家在十一五规划中将受污染水体的生态修复作为环境研究的重点,为人工湿地的研究、开发和利用提供了广阔的空间。本项目利用中国科学院水生生物研究所最新研发的“复合垂直流人工湿地”技术为基础,针对其实际工程中存在的堵塞问题,结合本校材料专业的优势力量,利用新型陶瓷滤料为基质,对其滤料的材料、级配及运行工艺进行改进,成功解决人工湿地堵塞这一世界性难题。该技术还具有以下特点:
a. 系统净化功能强。不仅能有效去除污水中悬浮物、有机污染物、氮、 而且对重金属、细菌、藻毒素、外源生物活性物质和环境激素类物质等也有比较理想的去除效果;大量的实验研究和推广应用说明,劣V类的地表水经过本系统处理后出水指标可达到II-III类,原生活污水经过处理可达一级排放标准。
b. 适用范围广。不仅可对污水进行集中处理,而且可因地制宜进行分 理;不仅可用于生活污水、城市综合污水处理,还可用于湖泊水体修复以及部分行业废水的处理,如农业、养殖、矿山等。
c. 常年运行比较稳定,即使在冬季也有较好的净化效果。
d. 建设、运转费用低,尤其是运转费低。
e. 与景观建设相结合,具有净化美化环境的效果。
f. 贴近自然,没有环境扰动。
2、市场前景
本处理系统是将污水有控制地投配到一定级配的砂、石等介质中,使之经常处于饱和状态下。同时在介质中种植水生植物,污水经过耐水植物、介质、微生物的综合作用得以净化。此技术能够高效地去除BOD、COD、SS、N、P和藻类等污染物,平均去除率达80%以上,这样的去除效果是目前常规污水二级处理无法比拟的。此外人工湿地水质净化生态工程技术还具有其他污水处理方法不具备的美化自然环境的特点,即净化设施中种植了有观赏价值的水生植物,构成了独特的怡人景观,使工程设施与公园的景色和谐一致,植物收获后可作为编织材料、饲料等,可使水质净化工程发挥多项综合效益。
3、主要技术指标
(1)处理规模:0.6~1.2吨/m2湿地·日;
(2)池型一般为长方形,池深为1.5~3.0m,但池型不固定,可依据现场景观效果做成多种曲线形式;
(3)处理效果:受污染水体:将水体标准提高Ⅰ-Ⅱ类;
常规生活污水:经预处理+人工湿地处理系统处理达到一级排放标准。
4、实施条件
(1)受污染水体:水体附近有可利用的空地或洼地;
常规生活污水:需经预处理或常规一级处理后出水进入人工湿地。
(2)主要设备包括粗颗粒陶瓷滤料、湿地植物、管道系统及相配套的自动化控制系统,吨水投资为300~500元/吨左右。
5、经济效益分析
由于人工湿地污水处理系统属于“低投资、低运行费用、低维护技术”的“三低”工艺,且消耗电能很少,因此工程造价仅为常规二级处理设施工程投资的1/10-1/2,运行费用只是引水系统和反冲洗系统中所需电能,其余过程完全不用动力,系统日常维护也比较简单,一般工作人员即可完成。
同时,与其它类型人工湿地及生物塘系统相比,本系统占地面积小,吨水处理占地面积仅为其它湿地系统的1/2或更低,在当今寸土寸金的城市湖泊水体附近实施本系统进行受
污染水体的修复,更具有其可观的经济效益。
建筑材料生产技术与建筑工程技术
建筑装饰用微晶玻璃
1、项目简介
建筑装饰用微晶玻璃是由玻璃控制晶化而得到的多晶固体材料,该制品结构致密、晶体均匀、纹理清晰、具有玉质般的感觉;外观平滑光亮、色泽柔和典雅、无色差、不褪色;具有更坚硬、耐 力学特性;具有耐酸、耐碱的优良抗蚀性能;具有不吸水、抗冻、极低的热膨胀系数和独特的耐污染性能;绿色、环保、无放射性污染;并可根据需要设计制造出众多类型、不同色泽花样、规格的平板及异型板材。其理化性能和装饰效果远优于天然大理石和花岗岩板材,是天然石材的理想替代产品,被认为是二十一世纪理想的高级内、外墙及地面装饰材料。
武汉理工大学经过多年探索,自主研究开发了建筑装饰用微晶玻璃这一新型建筑装饰材料。该项目1997年被评为“九五”建材工业科技成果推广项目,1998年通过了国家建筑材料工业局组织的科技成果鉴定。该成果已在广东、山东、湖南、四川等地区推广转让,被国家科技部等五部委评为国家级新产品、国家重点新产品,取得了良好的社会效益和经济效益。
2、市场前景
目前,各种建筑装饰用微晶玻璃板材已广泛应用于各种公共场馆、会议中心、商业大厦及地铁工程,其装饰效果优雅大方,生产原料来源广泛,理化性能优于天然石材,价格优势大、效益好。产品不仅国内有巨大的销售市场,而且还可以大量出 销,市场需求量十分可观,而现有产量远远无法满足市场需求。因此这种新产品具有广阔的市场发展前景,经济效益及社会效益非常显著。
3、主要技术指标及产品规格
技术指标及规格:
◆ 性能:符合JC/T872-2000“建筑装饰用微晶玻璃”标准。
◆ 颜色:白、黑、米黄、灰、白麻、翠绿、湖蓝等十多种颜色。
◆ 厚度:厚板12~25mm;薄板8~10㎜。
◆ 规格: 600×600、600×900、900×1200、1200×2400mm等。
烧结微晶玻璃装饰板与天然花岗岩、大理石的性能比较
性 能
烧结微晶玻璃板
天然花岗岩、大理石
抗折强度(MPa)
40~50
9~15
抗压强度(MPa)
118~549
59~294
莫氏硬度
6.0
3~6
耐 (g/cm2)
0.245
1.0~1.3
密度(g/cm3)
2.6
2.7
耐酸性
A级
B~D级
耐碱性
A级
B级
光泽度
>85
60~80
吸水率(%)
0
0.5~0.3
4、企业规模及投资估算
(1)规模:年产10~30万平方米微晶玻璃装饰板材。
(2)主要原材料:石英砂、方 、长石、化工原料,以及高龄土尾矿、黄磷炉 铬矿渣、铜矿渣、粉煤灰、钢 钽铌尾矿、铁尾矿等固体废
(3)主要设备投资估算及占地面积(以年产20万平方米微晶玻璃装饰板材为例):
设备总投资:1900万元;
全厂占地面积:3.33万米2(50亩);
生产厂房所需面积:1.80万米2
5、技术转让与应用情况
武汉理工大学从八十年 开始研究该产品,对产品的成分、熔制、热处理、成形方法及设备进行了大量的实验与摸索,1992年在河南新郑完成了国内第一个工业化生产开发。
该成果已经在广东、山东、湖南、四川等地完成了技术转让。其中广东中辰集团于1994年开始建设,并于1998年通过国家建材局“烧结法微晶玻璃装饰板材生产技术及装备的开发”鉴定。该产品已经用于人民大会堂广东厅、广州地铁、东亚银行大连分行、福州环球广场、尼日利亚驻华大使馆、山东商业银行、广州南方证券大厦等高级建筑。
超薄微晶玻璃装饰板材
1、项目简介
烧结法微晶玻璃装饰板主要是利用隧道窑或梭式窑进行烧结晶化,板材的厚度在12mm~25mm之间,成品的尺寸规格大,因此单位面积的重量大,成本高。近年来,武汉理工大学玻璃科学研究所在原有微晶玻璃装饰板材的基础上又开发出超薄微晶玻璃装饰板材(厚度为8㎜~10㎜)。超薄微晶玻璃装饰板材与烧结法微晶玻璃装饰板材相比具有以下几个方面的特点:
(1)性能优越:超薄微晶玻璃装饰板材继承了原有微晶玻璃装饰板材的所有性能优点和特点。
(2)产量大:超薄微晶玻璃装饰板材以辊道窑为烧结晶化设备,其产量可达50万㎡/年以上,是烧结法微晶玻璃装饰板材产量的5倍左右。
(3)投资省:由于工艺改变,使得整个生产线设备的投资大大降低,设备投资仅为烧结法微晶玻璃装饰板材的50%左右。
(4)成本低:由于采用了快速烧成工艺,成本比烧结法微晶玻璃装饰板材降低40%左右,销售对象更加广阔,产品的适应性更强。
2、市场分析
目前,国内每年微晶玻璃总产量约500万平方米,而2005年,全国陶瓷(瓷砖)产品总产量大约为43亿平方米,据统计,陶瓷行业每年以3~4亿平方米的速度增长。如果超薄微晶玻璃装饰板材取代10%陶瓷,其市场需求量就将十分可观,而现有微晶玻璃产量远远无法满足市场需求。随着产量加大及成本降低,超薄微晶玻璃装饰板材预计售价将具有很强的市场竞争力。
3、主要技术指标及产品规格
超薄微晶玻璃装饰板与天然花岗岩、大理石的性能比较
性 能
超薄微晶玻璃板
天然花岗岩、大理石
抗折强度(MPa)
40~50
9~15
抗压强度(MPa)
118~549
59~294
莫氏硬度
6.0
3~6
耐 (g/cm2)
0.245
1.0~1.3
密度(g/cm3)
2.6
2.7
耐酸性
A级
B~D级
耐碱性
A级
B级
光泽度
>95
60~80
吸水率(%)
0
0.5~0.3
产品规格: 600×600×10mm、800×800×10mm平板。
产品颜色: 纯白、白麻、翠绿、米黄、浅灰、湖蓝和咖啡等。
4、企业规模及投资估算
(1)规模:年产50万平方米超薄微晶玻璃装饰板材
(2)主要原燃料
1)原料:石英砂、方 、长石、化工原料等;
2)燃料:重油或天然气
3)动力: 电
(3)主要设备投资估算: 2900万元
注:未考虑涨价预备费及不可预见费。项目前期工作管理费不包括在内。
(4)占地面积及生产厂房面积
全厂占地面积:100亩; 生产厂房所需面积:1.0万米2
(5)环境保护:对环境无污染、无尘无毒。
复合微晶玻璃装饰板材
1、项目简介
复合微晶玻璃装饰板材是在原有微晶玻璃装饰板材基础上开发出来的又一新产品,也称微晶玻化板,是由微晶玻璃与陶瓷玻化砖复合而成的一种新型装饰材料,其特点是在陶瓷玻化砖上复合一层3 mm~8 mm厚的微晶玻璃,其表面花纹清晰、光泽度高、耐 和化稳性好,装饰效果与微晶玻璃装饰板材一样,而各项理化指标达到或超过陶瓷玻化砖。该产品厚度为14~18mm,可用于地面和内外墙装修。因采用与陶瓷玻化砖相同生产工艺,可用现有的陶瓷玻化砖生产线进行生产,无须增加更多设备投资,其生产成本仅比玻化砖增加50元/m2 左右 ,比微晶玻璃装饰板材降低50%以上。装饰效果远远优于陶瓷玻化砖、天然大理石和花岗岩板材。与建筑用微晶玻璃装饰板材相比,具有产量大、投资省、成本低等特点。
2、市场分析
复合微晶玻璃装饰板材是在微晶玻璃装饰板材的基础上新开发成功的一种新型装饰材料,该产品具备微晶玻璃板材的性能和装饰效果,但其生产成本却远低于微晶玻璃。自微晶玻璃装饰板材实施产业化生产以来,生产技术已趋于成熟,同时,因其独特的装饰效果而被市场普遍接受、各种微晶玻璃板材已广泛应用于各种场馆、舞厅、商业大厦及地铁工程。其装饰效果优雅、华丽,可以与国外同类产品相媲美。
目前,国内每年微晶玻璃总产量约500万平方米,而全国每年消费约1亿万平方米天然石材和43亿万平方米瓷砖。如果复合微晶玻璃装饰板材取代10%天然石材或瓷砖,其市场需求量将十分可观,而现有微晶玻璃产量远远无法满足市场需求。
3、主要技术指标及产品规格
产品颜色:白、黑、蓝、绿、黄等
产品规格:(600~900)×(600~1500)毫米
厚度:12~20毫米
复合微晶玻璃装饰板与微晶玻璃、天然花岗岩、大理石的性能比较
性 能
微晶玻化板
微晶玻璃
大理石
花岗岩
光泽度
>90
>90
抗弯强度(MPa)
>35
>35
16 .7
14 .7
抗压强度(MPa)
150~300
150~300
88~226
59~294
表面莫氏硬度
??5.5
??5.5
3 .5
5 .5
膨胀系数(×10-7/ ℃)
62
62
80~260
50~150
吸水率
<0.3%
<0.01%
4、企业规模及投资估算
(1)规模:年产20万平方米复合微晶玻璃装饰板材
(2)主要原燃料
1)原料:特种微晶玻璃粒料;2)燃料:重油或天然气;3)动力:电
(3)主要设备投资估算
生产工艺与陶瓷生产工艺相类似。主要设备在现有陶瓷玻化砖生产线的基础上,增加以下设备:(1)自动铺料线;(2)自动桥式切割机 300万元(设备投资视规模产量而定)。
(4)占地面积及生产厂房面积
全厂占地面积:100亩; 生产厂房所需面积:1.0万米2
(5)环境保护: 对环境无污染、无尘无毒。
超亲水自洁净玻璃
1、项目简介
随着全球环境污染的日益加重,利用TiO2光催化剂进行环境净化已经引起世界各国的广泛重视。本项目是将光催化技术和纳米技术结合,研究TiO2薄膜光催化剂在新型功能建筑材料中的应用。玻璃这一传统的透明建筑材料在现 筑物、汽车工业等行业具有举足轻重的作用。由于空气污染的加重,也使得它们的清洁工作变得日益艰难。自洁净玻璃是通过在玻璃表面镀制TiO2基的光催化复合薄膜(由TiO2基的纳米复合微粒和纳米级微孔构成)来实现的。在阳光的作用下,光催化剂以其特有的强氧化能力,可将其表面的几乎所有有机物完全氧化为H2O及相应的无害无机物,而且对环境不造成二次污染;同时由于其表面特有的纳米结构、复合添加剂的吸水性和TiO2本身的光致两亲性(亲水和亲油)的共同作用下使玻璃表面具有超亲水性,使玻璃表面变得易清洗、防雾和不易被再污染而保持洁净透明,同时具有消毒、杀菌、消除异味、清新空气等功能。自洁净玻璃属于环境净化材料,对于改善人类生活、工作的小空间,建筑物的外观等,具有重要的环境效益和社会效益。同时,该课题对于发展新的生态建筑材料和环境协调型材料具有重要意义。
2、技术指标和参数
(1)玻璃规格:2000mm×1500mm;
(2)光催化活性,可降 型有机物如甲醛、DDVP硬脂酸等,降 达到90%以上。
(3)润湿角:<3°。
(4)均匀性:无干涉色。
(5)耐 :达到镀膜玻璃的标准
(6)透光率:≥65%。
3、投资概算与效益分析
按年产10万m2生产能力 ,投资约500万元
包括:厂房建设,生产设备购置,检测设备购置,水电增容,原材料采购,流动资金,生产准备费。
单位产品成本:54元/ m2; 单位产品销售价:80元/ m2
若按20万m2生产能力 ,年生产利税较高。
浮法新型高强度耐热玻璃
1、项目简介
浮法新型高强耐热硼硅酸盐玻璃是一种极具发展前途的实用性新型玻璃产品。与普通钠钙硅玻璃相比,具有较低的热膨胀系数,优异的耐高温性能和化学稳定性以及极高的透过率和表面质量。但利用浮法工艺来生产这种玻璃,一直以来都是一个难题。我国浮法玻璃产量居世界第一,但产品品种单一,尚无法满足市场需要,一些特殊性能的玻璃还依赖进口。利用浮法工艺生产高强度耐热硼硅酸盐平板玻璃,将为我国浮法玻璃产品增添新的品种,提高浮法玻璃产品的 ,进一步促进我国玻璃行业的技术进步并带动相关产业的发展。
2、市场前景
玻璃在建筑业的应用,早已突破门窗的范畴,甚至一些墙体、屋顶、楼梯、地面、隔墙、家具、装饰装修都大量使用玻璃产品。因而对玻璃的安全性、节能性、舒适性提出了更高的要求。随着社会对安全、节能和环保的日益重视,随着汽车、生物、医疗、电子信息产业和太阳能利用产业的迅猛发展,将对各种具有特殊光学、电学、热学、化学性能的平板玻璃产品展现出巨大的需求,使得该产品的应用领域极其广阔,市场前景十分诱人。这种高质量、高技术、高附加值的新型玻璃产品将为我国的玻璃工业注入新的活力,并将产生很好的社会效益和经济效益。
3、主要技术指标及产品规格
(1)主要技术指标:
玻璃软化点 > 770℃
热膨胀系数 40~50×10-7/℃ (20~300℃)
密 度 2.2 g/cm3
莫氏硬度 > 6级
防火等级 符合国家单片防火玻璃标准
(2)产品规格: 视需求而定。
新型高强单片防火玻璃
1、项目简介
新型高强单片防火玻璃是将普通平板玻璃经化学和物理工艺处理而成的,具有良好的抗热炸裂和耐火性能,遇到火灾时在一定的耐火时间内不会炸裂,从而可以隔断火焰和烟气的安全玻璃产品。其创新点在于采用化合物通过特殊化学处理和物理处理技术,有效地解决了玻璃透明性、强度及耐火性能等关键技术难题,将高强、防火等特性集中于单片玻璃上,从而获得性能优异的新型多功能玻璃材料。产品可广泛应用于建筑、交通工具、家用电器等领域,替 前的普通玻璃。
2、市场前景
新型高强单片防火玻璃是一种具有广阔发展前景的实用性安全玻璃,其透光性好、抗冲击强度高,当作为单片玻璃使用时,主要作为高强防火玻璃大量应用于幕墙、防火隔断、防火门窗等建筑部位,还可作为复印机、家具、微波炉、烤箱、仪表盖玻璃等使用。当作为夹层玻璃使用时,还可广泛应用于航空、船舶、汽车玻璃及各种防弹玻璃等领域。利用现有的浮法玻璃进行深加工,可形成大规模工业化生产,发展前景广阔,具有较高的经济价值和社会价值, 存在相当大的潜在市场。
3、主要技术指标及产品规格
主要技术指标:
● 抗冲击强度:是普通浮法玻璃的8~10倍
● 耐火性能:符合防火玻璃C类标准(GB15763.1-2001)
● 老化性能:耐候性好,在室外光照射下,长期不变色
● 可见光透射率:等同于单片玻璃(5mm厚为86%,8mm厚为82%)
● 深加工性能:可进行深加工处理(如夹层、中空)
产品规格:同普通浮法玻璃的规格。
4、企业规模及投资估算
(1)主要生产工程项目包括:
玻璃预处理车间(切割、 、钻孔、表面处理、清洗、干燥);
玻璃化学处理车间(预热、熔盐热处理、退火、冷却、清洗);
玻璃后处理车间(物理增强),
(2)辅助生产工程项目有:
配电系统、给排水系统、机修车间及备件库、化验室、仓库等。
(3)总投资估算:
本项目建设总投资为1050万元,其中固定资产投资950万元,流动资金100万元。
绿色健康型抗菌玻璃
1、项目简介
抗菌玻璃亦称绿色玻璃,是一种新型生态功能材料,对于改善生态环境、保持人类健康、指导相关功能玻璃材料的研发具有重要意义。利用添加新型无机抗菌剂抑制和杀死细菌,从而使传统玻璃产品增添高新技术含量。抗菌玻璃既保持了玻璃材料自身具有的透明、洁净、机械强度高、化学稳定性好等特点,又增加了杀灭和抑制病菌的新功能,是新材料科学与微生物学相结合的产物。
2、市场前景
抗菌玻璃既具有优良的抗菌性能,又兼有红外辐射性能,作为绿色健康型抗菌保健玻璃材料,可广泛应用于建筑、器皿、包装等领域。
随着人们对生活质量和环境意识的增强,抗菌玻璃的应用领域和产销市场将日益扩大,具有广阔的发展前景。
3、主要技术指标及产品规格
抗菌玻璃的特点:
对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等抗菌作用强;
具有红外辐射性能,对人体有较好的保健作用;
具有较好的耐热性能;
对人或动物具有较高的安全性;
产品呈浅黄色透明状。
技术指标:其光学性能、力学性能同普通玻璃。
产品规格:同普通玻璃。
紫外截止玻璃及紫外截止镀膜技术
1、项目简介
紫外辐射是指波长在200nm~400nm之间的太阳光辐射,包括3类:UV-A波长为315nm~380nm,UV-B波长为280nm~315nm,UV-C波长200nm~280nm。到达地球表面的太阳光线(290nm—2000nm)中紫外线约占13%,其中UV-A占97%,UV-B占3%,UV-C接近于0。科学家们的大量研究表明紫外线对人体的有害影响是不可忽视的,紫外辐射能能引起灼伤。UV-A段称为晒黑段,它对皮肤的伤害是日积月累的。UV-B段称为晒红段,穿透力可达表皮层,能使皮肤晒伤,临床表现为皮肤潮红、灼痛明显,可出现小水泡,1周后开始脱皮,这是人们防止晒伤的主要波段。
科学研究证实,强烈的太阳光是人患白内障的主要原因之一。户外工作者患白内障的危险是一般人的3倍。角膜晶体是最常受到紫外线损害的部分,日光性角膜内皮损伤也是与之最相关的眼部疾病,而对结膜、眼睑的影响较小。紫外线的长期积累可诱发皮肤癌。另外,织物、纸张、油墨、艺术品、家具、皮具、窗帘等长期受紫外线照射会褪色,影响美观和使用寿命,及收藏品的保存。
紫外截止玻璃由于有巨大的市场价值而受到玻璃深加工领域的重视。本项目是采用在玻璃本体掺杂或在玻璃表面镀膜的技术,达到截止紫外光的目的。随着人们需求的不断变化,紫外线截止玻璃的研究也由单一的防紫外线功能,向具有多功能的方向进行发展。
本项目的紫外光截止玻璃同时具有极好的紫外吸收及耐环境性能,另外还可以与自洁净、杀菌、防雾和节能等功能复合,满足了人们对家居环境卫生及健康的新要求,可以用于窗玻璃及玻璃幕墙等,其镀膜技术还可用于光学透镜保护膜、光盘保护膜、眼 保护膜、手表玻面保护膜、汽车挡风玻璃保护膜等。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
作为一种新型的生态建筑材料,紫外截止玻璃的应用前景广泛。本项目的紫外光截止玻璃同时具有极好的紫外吸收及耐环境性能,另外还可以与自洁净、杀菌、防雾和节能等功能复合,满足了人们对家居环境卫生及健康的新要求,可以用于窗玻璃、玻璃幕墙以及汽车玻璃等,其镀膜技术还可用于光学透镜保护膜、光盘保护膜、眼 保护膜、手表玻面保护膜、汽车挡风玻璃保护膜等。在国内,目前还没有能完全截止紫外光的玻璃技术。在国内来说,目前每年平板玻璃的销售量达10余亿m2,如果紫外截止玻璃占其中5%,其市场将达到几十亿元。
3、主要技术指标及产品规格
紫外截止波长:350~500nm 可调 可见光透光率:>80%
可制成紫外截止/低辐射玻璃、紫外截止/(杀菌)自洁净玻璃、紫外截止/防雾玻璃等。
规格:可根据用户需求进行调整。
4、实施条件
本项目紫外截止玻璃采用磁控溅射镀膜技术生产,可采用现有的磁控溅射镀膜玻璃生产线。如果需要重新建设,按年产100万m2,采用进 备总投资约5000万元,采用国产设备总投资约2000万元,按50元/m2 ,年产值5000万元,利税可达2000~2500万元。如果与低辐射、(杀菌)自洁净以及防雾等功能结合,产品的附加值将更高。本项目技术对环境无危害。
新型低辐射玻璃及其复合功能玻璃
1、项目简介
低辐射玻璃既能反射0.8~20??m的红外线,又能有效地透射可见光。在夏季,它反射日光中的红外线,可以节省空调费用;在寒冷的冬 它能使室内的热量重新反射回室内,减少热量流失,达到节能的目的。目前,发达国家已将其大量应用于建筑和汽车上,国内也在少量应用。目前国内外生产的低辐射玻璃主要有2类,一类是离线生产的Ag系列低辐射玻璃,该类低辐射玻璃由于依靠Ag起低辐射作用,Ag的化学稳定性较差,易氧化,所以大部分情况下都必须作为真空玻璃使用,而且难以热弯和钢化。另一类是采用在线镀膜技术生产的透明导电膜系列低辐射玻璃,成本较低,但低辐射性能比离线低辐射玻璃差,但化学稳定性好,可以单片使用,能钢化和热弯。本项目的低辐射玻璃是一种新型的低辐射镀膜玻璃,它的基本膜系结构为TiO2/TiN/TiO2,它既具有离线低辐射玻璃的优点,又具有离线低辐射玻璃的优点,可以单片使用,也可以采用2片玻璃制成真空玻璃或中空玻璃。同时具有阳光控制和低辐射的双重性能。
把低辐射与自洁净双重功能复合,就是低辐射/自洁净玻璃,是本项目组的新思想,国内外均未见同类产品。虽然通常采用磁控溅射制备的TiO2薄膜,光催化性能较差,不具备光催化自洁净和杀菌功能,但我们的技术解决了磁控溅射法难以制备TiO2薄膜自洁净玻璃的难题,通过有效控制表层TiO2薄膜的结构,获得了既具低辐射功能,又具自洁净杀菌功能的镀膜玻璃。
同时这种低辐射镀膜玻璃技术还可以与紫外截止等结合,制成低辐射/紫外光截止复合功能玻璃。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
作为一种新型的生态建筑材料,新型低辐射玻璃及其复合功能玻璃的应用前景广泛。本项目产品同时具有低辐射功能、光催化杀菌功能和紫外截止功能,满足了人们对家居环境卫生、健康以及节能的新要求,可以用于窗玻璃、玻璃幕墙以及汽车玻璃等。国内外目前都还没有该类镀膜玻璃技术。在国内来说,目前每年平板玻璃的销售量达10余亿m2,如果该产品占其中5%,其市场将达到几十亿元。
目前国内外还没有同类产品。
3、主要技术指标及产品规格
可见光透光率: >70%
红外光反射率: >80%
辐射率 < 0.2
节能效率 > 50% (与普通玻璃相比)
光催化活性(分解丙酮速率常数)> 1.0 x 10-2, 情况下可保持玻璃表面不沾有机物
超亲水性(与水的润湿角) < 5o
杀菌活性:可杀灭大肠杆菌和葡萄球菌等典型细菌。
可制成杀菌自洁净/低辐射玻璃、紫外截止/低辐射玻璃、低辐射/防雾玻璃等
规格:可根据用户需求进行调整。
4、实施条件
本项目低辐射玻璃及其复合功能玻璃采用磁控溅射镀膜技术生产,可采用现有的磁控溅射镀膜玻璃生产线。如果需要重新建设,按年产100万m2,采用进 备总投资约5000万元,采用国产设备总投资约2000万元,按50元/m2 ,年产值5000万元,利税可达2000~2500万元。如果与低辐射、(杀菌)自洁净以及防雾等功能结合,产品的附加值将更高。本项目技术对环境无危害。
一步法二氧化钛薄膜钢化自洁净玻璃
1、项目简介
随着全球环境污染的日益加重,利用TiO2光催化剂进行环境净化已经引起世界各国的广泛重视。本项目是将光催化技术和纳米技术结合,研究TiO2薄膜光催化剂在新型功能建筑材料中的应用。玻璃这一传统的透明建筑材料在现 筑物、汽车工业等行业具有举足轻重的作用。由于空气污染的加重,也使得它们的清洁工作变得日益艰难。自洁净玻璃是通过在玻璃表面镀制TiO2基的光催化复合薄膜(由TiO2基的纳米复合微粒和纳米级微孔构成)来实现的。在阳光的作用下,光催化剂以其特有的强氧化能力,可将其表面的几乎所有有机物完全氧化为H2O及相应的无害无机物,而且对环境不造成二次污染;同时由于其表面特有的纳米结构、复合添加剂的吸水性和TiO2本身的光致两亲性(亲水和亲油)的共同作用下使玻璃表面具有超亲水性,使玻璃表面变得易清洗、防雾和不易被再污染而保持洁净透明,同时具有消毒、杀菌、消除异味、清新空气等功能。自洁净玻璃属于环境净化材料,对于改善人类生活、工作的小空间,建筑物的外观等,具有重要的环境效益和社会效益。同时,该课题对于发展新的生态建筑材料和环境协调型材料具有重要意义。
本项目是在超亲水自洁净玻璃的一项深度开发技术,一种钢化抗菌自洁净玻璃的制备方法,该方法通过一步热处理把玻璃表面涂或镀制的二氧化钛基薄膜烧结转化为具有锐钛矿结晶型,并实现玻璃的钢化,从而制成具有良好光催化活性、光致超亲水性和抗菌等功能的透明的钢化杀菌自洁净玻璃产品,此产品可用于建筑玻璃幕墙、门、窗、橱窗、装饰隔板、橱柜、展示柜等,对人们生活工作的环境有清洁卫生和防护作用,本项目技术,易于有效控制产品质量,适于批量生产。
2、适用范围、目前市场状况与市场前景
自洁净玻璃属于环境净化材料,对于改善人类生活、工作的小空间,建筑物的外观等,具有重要的环境效益和社会效益。该课题对于发展新的生态建筑材料和环境协调型材料具有重要意义。自洁净玻璃的最大应用优势在于高层建筑,钢化(杀菌)自洁净玻璃满足了高层建筑应用的需要以及一些特殊场合应用的需要。
作为一种新型的生态建筑材料,新型低辐射玻璃及其复合功能玻璃的应用前景广泛。本项目产品同时具有低辐射功能、光催化杀菌功能和紫外截止功能,满足了人们对家居环境卫生、健康以及节能的新要求,可以用于窗玻璃、玻璃幕墙以及汽车玻璃等。国内外目前都还没有该类镀膜玻璃技术。在国内来说,目前每年平板玻璃的销售量达10余亿m2,如果该产品占其中5%,其市场将达到几十亿元。
本项目技术已国内一些厂家生产应用,其产品得到用户好评。
3、主要技术指标及产品规格
玻璃规格:2000mm×1500mm (可根据用户需求调整);
光催化活性:可降 型有机物如甲醛、DDVP硬脂酸等,光照2小时后,有机 降解率接近100%,
杀菌活性:光照2小时后,2种埃希氏菌杀灭率近100%;无光照作用1小时,金黄色葡萄球菌杀灭率92%,作用24小时,金黄色葡萄球菌杀灭率99.99%,大肠埃希氏菌杀灭率98%
超亲水性:光照2小时后,水对玻璃的润湿角接近0°,并能维持24小时以上。
可见光透过率:>70% 耐热性:可热弯 均匀性:无干涉色。
耐 :达到镀膜玻璃的标准 强 度:达到钢化玻璃标准
4、实施条件
本项目化学镀膜技术生产,按年产50万m2,总投资约1000万元,按50元/m2 ,年产值5000~10000万元(随市场价格变动),利税可达3000~5000万元。本项目技术对环境无危害。
EPIC四通道煤粉燃烧器
1、项目简介
EPIC系列四通道煤粉燃烧器系列产品是武汉理工大学“国家863工程”最新建设成果,是硅酸盐工程中心燃烧器研究所在其”211“建设项目成果——燃烧器的基础上经过一系列改进推出的升级产品。专家们经过近几年收集的大量建材、冶金、化工厂家的实际生产使用统计数据,经过计算机的数值模拟和大量试验,优化原有参数。与原来的燃烧器相比,EPIC系列四通道煤粉燃烧器体积更小,重量更轻,燃烧效率更高;其节电、节煤的优点更加突出。
产品特点:
对煤质的适应性强 可100%应用贫煤和无烟煤。
火焰形状可调性好 可根据工况灵活调节。
使用寿命更长 关键部位进行耐 涂,延长其使用寿命。
节 煤 一次风比例仅为5%~7%,直流风和旋流风调节方便灵活,燃烧效率高,与传统燃烧器系统相比节煤达10%。
节电 系统装机容量配置显著降低,与传统燃烧器系统相比节电可达15~20%。
高产 燃烧热力集中,强化了熟料煅烧条件,可明显提高窑台时产量。
高效 有效提高熟料强度,提高熟料标号3~5MPa。
2、使用范围、目前市场状况及市场前景
煤粉燃烧技术及装备主要用于各类回转窑,包括:建材行业的水泥回转窑,冶金行业的活性石灰回转窑及耐火材料行业的耐火骨料煅烧回转窑等。其中水泥回转窑的数量及规模近年来在我国得到迅速发展,2002年国内有水泥回转窑生产线2000余条,2003年我国新增新型干法生产线184条,2004年新增240余条新型干法生产线,在未来几年这种增长势头将持续保持。因而,从规模上看,对煤粉燃烧技术和装备的需求是巨大的。
由于能源和资源方面的原因,近年来我国建材行业,尤其是水泥生产行业普遍面临燃料价格飞涨的严峻局面,不得不选择价格较低的劣质燃料,可以预想3年以后我国大多数水泥生产厂家只能使用低劣质燃煤维持正常生产。从这个意义讲,相关行业对燃烧技术进步上的需求不仅是强烈的而且是持续性的。
3、应用情况
湖北华新水泥5000t/d预分 (窑头燃烧器)
湖北华新宜都线3500t/d预分 (分 燃烧器,使用贫煤)
云南开远水泥2500t/d预分 (窑头燃烧器、分 燃烧器各两条)
湖北华新恩施线2000t/d预分 (窑头与分解炉燃烧器各一条,使用无烟煤)
越南承天顺化陆氏水泥1300t/d预分 (使用无烟煤)
湖北武钢集团矿业公司600t/d活性石灰窑
云南大理红山水泥1300t/d预分 (海拔2000米)
江苏双龙集团金陵水泥600t/d预热器窑
新型分解——预烧系统的研究与应用
技术原理:1、劣质及无烟煤分 烧成装置:采用双向旋流预燃室和原料护壁技术,提供 无烟煤燃烧环境;在煤粉预燃的同时使煤粉和物料迅速混合并进入分解炉进行低温无焰燃烧,减少NOx形成;提高入窑分 和保证煤粉燃尽度,从而降低系统热耗。2、高原型煤粉普适性水泥熟料循环煅烧系统:属于双风双料控制理论强化煤粉燃烧和物料分 煅烧装置。一部分物料经分料噐可进入置于分 下部的预烧炉中。在预烧炉中物料进一步分 升温后进入分解炉与四级筒的物料混合,有利于分解率的提高。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
多级分解炉系统用于回转窑烧成系统提产改造
1、项目简介
研制开发的多级分解炉专门技术,用于水泥工厂预热器窑和预分解窑烧成系统的技术改造。使原有烧成系统熟料产量、质量得以提高。
2、适用范围与应用情况
新建或改造回转窑熟料烧成系统。已完成多条回转窑烧成系统技术改造,并达到或超过了双约定技术指标。
3、主要技术指标
熟料烧成热耗:降低400~1400KJ/kg.cl
熟料产量:提高30%~100%
熟料28天强度:提高3~5MPa
该技术具有改造停产周期短、 可用于劣质燃料燃烧、提产幅度大、投资省等特点。
年产40万吨新型干法水泥生产技术
1、主要技术特点
● 利用原有窑尾框架将原有四级旋风预热器改造为新型高效、低阻五级旋风预热器,旋风筒采用多心、270°大包角涡壳。
● 分解炉采用我校自主开发的串级分解炉,该炉型集喷腾、流态化等多种效应于一体,特别适用于无烟煤燃烧。
● 最大限度地利用原有设备及设施,使烧成系统投资大大降低。
● 生料配料采用石灰石、粉煤灰、铜 组配料,充分利用工业废渣,降低了生产成本,并有利于环境的保护。
2、应用情况
在江西久久水泥有限公司Φ3×45.7m预分 应用,达到并超过了预定技术指标:(1)熟料产量:1100t/d;(2)熟料强度:55Mpa(28天强度);(3)烧成热耗:3385KJ/kg.cl。
高效水泥节煤剂
1、项目简介
该节煤剂是一种由多种氧化物成分组成的固体粉状材料,其主要作用原理是它与煤一起参加燃烧反应时,逐级分解生成多种催化剂和氧化剂,同时释放出大量的O2,起到强烈的助燃作用,促进煤粉的充分燃烧,包括煤粉在燃烧过程中,由不完全化学反应产生的CO进一步燃烧生成CO2,放出大量热量,显著提高煤粉的燃烧效率,这样每kg煤要多产生650~1000千卡的能量。特别是立窑水泥厂,节煤剂能够使致密的料球内部的煤粉进行完全燃烧反应,减少熟料产生还原气氛,减少黄心料、粉化料和生烧料现象的出现,最终使得水泥凝结时间稳定,熟料强度提高。另外,节煤剂还能起到固硫作用,减少烟气中SO2等有害气体的排放,有利于环境保护。
2、主要经济技术指标:
(1)使用量占水泥生料的0.02%~0.04%;
(2)提高燃煤效率,节煤10%~20%;
(3)熟料烧成率达到99%以上,凝结时间稳定,安定性合格率高;
(4)每吨煤可降低成本20~50元。
例如:按每吨煤炭400元,每kg节煤剂4.0元,节煤率15% 。
直接新增效益=400元/吨×15%-3.6元×4kg/吨=45.6元/吨煤。
增强型水泥活化助磨剂
1、项目简介
该水泥活化剂是一种由多种矿物及活性材料、经特殊加工而制成的对水泥混合材活性起激发作用的新产品。主要特点是:在有效激发混合材活性的基础上,既能达到提高“高掺量混合材水泥”各龄期强度的要求,又能达到有效改善水泥的安定性、缩短凝结时间、增加水泥产量、节能降耗、降低水泥生产成本、增加企业效益的目的。该项目已通过浙江省科委组织的新技术鉴定(浙科鉴字[1997]340号),并被国家科技部列为国家火炬计划重点推广项目。
2、主要经济技术指标
(1)正确选择活化剂的种类与加入量。该活化剂在水泥粉 由微机按0.5%~0.7%的比例在磨头前均匀加入, 产量提高15%~20%。
(2)有效激发混合材活性(由于各地混合材的种类及所含的化学成分不同,熟料的烧成情况不同,需要用不同种类的活化剂)。它能提高水泥各龄期强度的20%~45%以上,尤其是熟料游离氧化钙偏高的企业,强度增加更加明显。
(3)提高混合材的掺加量。根据各厂使用的混合材种类不同,在原有基础上一般增加10%~15%的掺加量,并且生产的32.5R、42.5R等级水泥长期性能稳定。由于大量使用工业废 可以获得国家减免产品增值税和所得税的优惠政策。
(4)缩短水泥凝结时间。使用该产品后可以缩短水泥的凝结时间0.5~1.5小时。并且可以缩短初凝和终凝的间隔时间,有利于快速施工和缩短脱模时间。
(5)有效地消解熟料中的游离氧化钙,改善水泥的安定性,加快水泥库的周转。
(6)适当地增加石膏的掺加量。根据混合材和熟料中SO3含量情况,找出石膏的最佳掺入量。
(7)现有水泥生产企业和水泥粉 ,无需进行工艺及设备改造即可实施该项技术,使用3~5天就可见到明显效果。
(8)水泥有关物理性能见下表
配 比(%)
抗折强度(MPa)
抗压强度(MPa)
熟料
矿渣
粉煤灰
石 膏
活化剂
3天
28天
3天
28天
95
5
5.2
7.7
27.4
54.5
40
55
5
2.7
5.8
12.1
36.4
40
55
5
微量
4.8
7.9
25.6
56.3
30
65
5
微量
4.7
7.8
24.4
55.0
60
35
5
2.4
5.6
11.9
34.7
60
35
5
微量
4.6
7.5
23.7
52.1
回转窑和机立窑使用的水泥生料催化剂
1、项目简介
该水泥生料催化剂是一种无毒无害的粉状或粒状无机材料,其基本组分是多种矿物加多种微量元素配制而成的复合物质。该催化剂是在生料配料时,按一定比例和其它原燃材料一起入磨进行粉磨,掺加量一般为水泥生料的0.4%~0.6%。
该产品通过山东省科委组织的新技术鉴定(鲁科成鉴字[1997]第334号),专家们认为:该技术填补了国内空白,具有国内领先水平,在水泥生产中具有广阔的前景,技术成熟,可以在水泥工业中推广应用。
大量水泥生产厂家多年来使用效果表明:水泥生料催化剂的多种组分能改善水泥生料的易烧性,在烧成中能降低原料成分的共熔点,加速物料各组分的化学反应,有利于水泥熟料矿物的形成。并且能够提高水泥的产品质量、降低煤耗及提高窑的台时产量,采用该技术生产的水泥产品符合国家标准,并具有早强、凝结硬化快、干缩小、抗折强度高、抗硫酸盐浸蚀等优良特性。
2、主要经济技术指标
(1)生料催化剂在水泥生料中掺加量为0.4%~0.6%,并且优于矿化剂技术和晶种技术,每吨水泥生料中催化剂成本为2元左右;
(2)水泥窑台时产量可提高12%~25%,熟料烧成率达到98%以上;,使用后煤耗能降低8%~15%;
(3)水泥强度提高3~5MPa,凝结时间缩短1~2小时;
(4)吨水泥电耗可下降5~10度,吨水泥生产成本降低8~15元。
(5)该技术适用于各类水泥生产企业,实施此项高新技术,企业无需改变现有的工艺与设备,一般只需2~3天就可见到明显的效果。
免振 膨胀高性能混凝土
1、项目简介
研制出具有微膨胀,改善新拌混凝土工作性,改善混凝土耐久性特别是抗渗性、抗冻性等性能的新型矿物掺合料;研究免振捣高性能混凝土材料组成、结构和性能之间的关系,将流变学及最紧密堆积原理应用于免振捣高性能混凝土的配合比设计,配制出从工程应用范围最广、成本低廉的中低强度等级混凝土到高强度等级、超高强度等级的免振 凝土;将研制的绿色多功能矿物掺合料掺用到免振 凝土之中,配制出工作性能良好,能有效控制坍落度经时损失,具有微膨胀或补偿收缩性能、具有优良耐久性能的C20-C80及以上区间强度等级的免振 膨胀高性能混凝土;建立免振 膨胀高性能混凝土配比设计模型及免振 膨胀高性能混凝土组成、结构、性能关系的理论模型,充实和发展混凝土科学领域理论;将研制的免振捣微膨胀高性能混凝土应用于工程实际,研究解决工程实际问题。
2、适用范围
主要适用于商品混凝土和现场搅拌混凝土的生产与施工、相关研究等领域,要求使用者具有一定的技术基础和专业知识,一般在 商品混凝土生产企业和中型以上的施工单位都具备这样的条件,具有良好的推广前景。
3、应用情况
(1)研究成果成功应用于深圳华强路-红荔路交叉处东南角群星广场工程。该工程免振 凝土采用高抛方法施工,工程实践证明免振捣混凝土施工性能良好,无离析泌水现象发生,抛下后流动性能良好,完全实现自流平。
(2)研究的中低标号免振 性能混凝土成功应用于武汉市“现 园”、“怡兴花园”两个商品商品房住宅武钢焦化厂制冷站厂房、武钢二热轧工程基础等实际工程建设中,施工性能良好,混凝土各龄期强度都能满足原配比的设计强度等级。
4、主要技术特点
(1)新型矿物添加剂H:该种矿物添加剂具有多个膨胀源,不仅膨胀规律优良,而且显著改善混凝土工作性能,可使新拌混凝土在半小时内基本无坍落度损失,2小时内坍落度损失不超过6cm;可提高混凝土耐久性。由于其90%以上的原材料为工业废料,制备工艺简单,所以该种矿物添加剂绿色环保、成本低廉。
(2)免振捣微膨胀高性能混凝土:对于C60强度等级的免振捣高性能混凝土而言,总胶凝材料用量控制在600kg/m3左右;对于C80及以上强度等级的免振 性能混凝土,总胶凝材料用量控制在650kg/m3或以上;对于中低强度等级的免振捣高性能混凝土,可掺用Ⅱ级粉煤灰,使用普通高效减水剂。
5、实施条件
本技术不用改造生产设备,或者只在原有设备生产线上增加极少的辅助设备,重点通过材料调整配方,所用外加剂均通过市场易得通用材料按照一定的比例复合,因此推广比较便利,普通专业技术人员按照本研究提出的技术路线,采用本企业常用原材料进行适当的实验后,能够很快掌握有关应用技术并熟练对原材料及工程要求的变化。
6、经济效益分析
每吨H剂生产成本在250元左右,市场售价即使定500元/吨,仍比市售UEA膨胀剂便宜500元/吨以上。由于新型矿物添加剂H可以有效提高混凝土的抗渗性、抗冻性等耐久性能,延长工程结构使用寿命,降低建筑物维修重建费用,因而与其他膨胀剂相比较而言,用较低的经济投入可以达到较高的综合性能指标,节约工程投资,经济效益明显。
研制的新型矿物添加剂H在制备过程中大量使用工业废料,对于节约资源能源消耗、保护环境,对实现社会可持续发展具有积极意义。
不同强度等级水泥配制高性能混凝土技术
1、项目简介
利用不同强度等级水泥配制适应不同工程要求的高性能混凝土。利用多种工业废 制了新型混凝土膨胀剂WHU、新型多功能混凝土添加剂、多功能防冻剂FD-1,用于制备低成本高性能混凝土、C80免振 膨胀混凝土、C20~C50高抗冻性混凝土和低氯离子渗透性混凝土。采用多种活性激发及改性技术,开发了高活性混凝土掺和料的制备装置和方法,用于制备矿渣微粉。成功地将大掺量矿渣微粉混凝土用于“武钢二热轧工程”大体积C60混凝土施工,从中发现了矿 粉具有“自催化效应”。 本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
2、适用范围
主要适用于商品混凝土和现场搅拌混凝土的生产与施工、相关研究等领域,要求使用者具有一定的技术基础和专业知识,一般在 商品混凝土生产企业和中型以上的施工单位都具备这样的条件。
3、应用情况
本技术降低混凝土成本5~8元/m3,已在3个商品混凝土生产企业应用180万m3,累计降低成本或增加利税1200余万元,消纳由工业废 备的矿物掺合料10万吨,直接经济效益和社会效益显著;同时,混凝土各项耐久性指标大幅度提高,按照传统理论和方法测算的混凝土使用寿命将明显延长,其潜在的经济和社会效益可观。
4、主要技术特点
(1)混凝土中矿物掺合料的掺量达25%~50%,在低水胶比下新拌混凝土坍落度达到18cm以上,1.5h的混凝土经时坍损小于4cm。
(2)混凝土氯离子渗透值小于1000库仑,混凝土冻融循环达到300次以上,混凝土28天龄期时达到零收缩;
(3)采用450kg/m3的32.5 P.S水泥配制出强度等级50MPa以上的混凝土;采用0.25以下的水胶比配制出坍落度23cm以上、强度等级C80以上的超高强自密实混凝土;在-5℃~-20℃的低温下配制出不同强度级的抗冻混凝土。
5、实施条件
本技术不用改造生产设备,或者只在原有设备生产线上增加极少的辅助设备,重点通过材料调整配方,所用外加剂均通过市场易得通用材料按照一定的比例复合,因此推广比较便利,普通专业技术人员按照本研究提出的技术路线,采用本企业常用原材料进行适当的实验后,能够很快掌握有关应用技术并熟练对原材料及工程要求的变化。
6、经济效益分析
以上海市为例,如果每年约2000万m3的商品混凝土中有一半采用该成果中的低成本技术,每年将节约生产成本6000万元以上,消纳工业废渣100万吨,其社会及经济效益明显。
高性能彩色印模饰面混凝土技术
1、项目简介
采用高性能混凝土配制技术,研制出具有自主知识产权的高性能彩色固化剂(HPCH)系列产品,其装饰效果突出,具有环境协调型的色彩及造型,性能优异,综合性能指标达到国内、外同类产品水平,其中在耐 耐盐蚀性能超过国外同类产品水平。通过材料的选择、基层、装饰层、罩面层有效复合及一次压印施工技术,实现材料组成和性能梯度过渡,提高材料料及性能的兼容性。产品成本低廉,远低于国外同类产品。采用印模施工技术,实现现场一次性压印成型,工艺简单,施工便捷,成熟可靠。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
2、适用范围与市场前景
应用范围从地面、路面,扩展至墙面、立面装饰,其高性能又使其可应用于屋面、水体。本项目的应用具有广阔的市场前景。以武汉市每年城市外观和市政装饰装修面积约2000万m2计,若本技术占领1%的市场,即可形成年利润400万元的企业效益。
3、应用情况
(1)应用单位:武汉绿荫新型建筑装饰材料有限公司、烟台斯坦普精工建设有限公司、武汉高士达装饰工程设计有限公司。
(2)应用工程:山东烟台夹河公园、留学生创业园人金种子工程综合楼、黄海别墅区等工程,武汉市东亭小区、水蓝君别墅小区、圣宝龙大酒店、泰和住宅小区、武汉理工大学综合楼、沌 育中心、南湖大桥等工程。
4、主要技术特点
研制出具有自主知识产权的高性能彩色固化剂(HPCH)系列产品,与国外先进水平相比,其耐老化、耐 耐盐蚀、抗析霜等性能指标达到或超过国外同类产品;采用功能结构复合设计,提出结构设计模型,通过材料的选择及科学复合,实现各功能层在界面处的材料合理融合、性能梯度过渡,以保证产品材料及性能的兼容性;采用印模施工技术,实现现场一次性压印成型,施工便捷。
5、实施条件
生产规模:20万m2/年;项目总投资:200万元;设备投资:135万元;基本建设:15万元;流动资金:45万元;投资利润率:120%;投资回收期:10个月。
6、经济效益分析
产品成本低廉,综合成本是国外同期产品的49.5%。已新创产值达2900万元,新增利税1176万元,总施工面积达40余万平方米,最长工程应用时间已为5年,其装饰效果及工程效果仍良好,具有长期经济效益及社会效益。
高活性混凝土掺和料制备及应用技术
1、本专利的主要技术特点
(1)“高活性混凝土掺合料的制备技术与方法”,工业废渣利用率95%以上,取 泥50%以上,显著降低混凝土制造成本、施工方便、提高建筑物使用寿命。
(2)“新型多功能非承重复合墙体结构及其快速组装模具”,多功能墙体规模化高效施工的系统设计;
(3)“多功能混凝土矿物添加剂的制备技术方法”,95%以上采用工业废弃物,改善混凝土工作性、补偿收缩、提高抗冻性及抗渗性等性能;
(4)“高活性胶凝材料制备工艺及其装置”,提供废弃物高效率再利用的工业化保障。
2、应用情况
(1)应用单位:湖北华新水泥、武汉一冶三公司搅拌厂、武汉奥捷新墙材、深圳远东混凝土有限公司、武汉立方建材有限公司和湖北省建筑科学设计院。
(2)应用工程:华新控股公司武钢华新公司120万吨水泥生产线、武钢二热轧基础、广播电视中心、广州军区干休所等。
(3)效益:已新创产值逾4亿元,新增利税4980万元,消纳工业废弃物100万吨。按全国工业固体废弃物利用率5%,经处理后增值20元/吨计,则直接经济效益约7亿元/年。
获湖北省技术发明三等奖。
高性能轻集料混凝土的开发与应用
本项目对高性能轻集料混凝土的工作性评价方法,高强轻集料混凝土的制备关键技术,轻集料混凝土的增韧技术,耐久性技术进行了深入系统地研究,研制出LC40~LC60的高性能轻集料混凝土。该混凝土具有工作性好、可泵性好、不离析、不泌水,坍落度经时损失小,抗裂性能优,抗冲击能力强、韧性好、耐久性高的显著特点。经实践应用表明,轻集料混凝土施工性能差、泵送难、脆性突出的技术难题已得到较好的解决。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
绿色高强优质轻集料的研究及其产业化
本项目以 粉煤灰、城市淤泥为原料开发出系列高强优质轻集料产品。研究了轻集料的孔结构与吸水率之间的关系及影响轻集料强度的主要因素。研究提出了淤泥、污泥等类粘土质废弃物的预处理工艺及其控制指标。实现了700~800级绿色高强优质轻集料的工业化规模生产。提出了轻集料绝色度综合评价方法,可以产品质量、成本、资源消耗和环境污染度为主要指标,对生产过程和产品进行绝色度评价。研究成果以成功地应用于实际工程,产生了显著的社会和经济效益,具有广阔的推广应用前景。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
新型加气混凝土墙材生产及技术开发
1、项目简介
本项目在充分调研并吸收国内地面翻转技术、德国切割和传送技术以及计算机控制技术等基础上,研制成功了新型粉煤灰(硅质石屑等)加气混凝土生产线成套新技术、新装备。主要装备包括:切割装备(吸收德国伊通技术),传送装备(吸收德国维汉技术,不用行车),翻转装备(吸收国内地面翻转技术,自创独特的空翻技术,不用行车,平稳、可靠),切前预养装备,釜前预养装备,自控或半自控装备等。主要工艺技术包括:磨前细化技术,原料活化技术,切前养护技术,釜前预养技术,翻转技术,切割技术,传送技术,自控或半自控技术等。
2、应用领域
建材-墙体材料
3、效益分析:
本项目生产线总体投资少;土建投资少;没有高空和交叉作业,安全性好;工艺装备水平高,可实现全程半自动或全自动控制;能耗低、人工少、效率高,工厂运作成本低;建厂和试生产周期短,试产代价低。以南方某地年产量10万立方米粉煤灰加气混凝土砌块线为例,进行技术经济分析如下:年设计产量10万立方米加气混凝土砌块:销售收入1500万元;制造成本718.4万元;产品销售利润781.6万元;按 费用50万元、销售费用20万元、运输费200万元、坏帐准备7.5万元(按销售收入5‰ )、按政策规定免税收计算,年纯利润总额504.1万元(利润率为33.6%)。项目总投资:900万元,预计3年内收回投资。
低硅尾矿加气混凝土技术
1、项目简介
武汉理工大学与武钢(集团)矿业公司合作,以该公司所属程潮铁矿的低硅尾矿为原料,成功地进行了低硅尾矿加气混凝土的研制,该研究项目已经省教委组织的鉴定,鉴定意见认为,属“国内领先水平”。
2、主要技术指标
尾矿原料中SiO2含量大于40%;加气混凝土产品质量达到GB11968-97标准;生产成本低于粉煤灰和黄沙系列的加气混凝土。
3、经济效益分析
按武汉地区价格计算的原料成本为32.55~35.75元/m3,低于一般加气混凝土制品厂的原料成本(武汉地区一般为40元/m3);以3万m3规模建厂,产品售价135元/m3计,则年销售收入为405万元,年利润达139.656万元;按上述规模,年消耗尾矿1万t以上,可减轻尾矿库的压力或延长其使用寿命。
烧结陶瓷空心砖
1、项目简介
本技术利用煤矸石、粉煤灰、赤泥、废 河砂等固体废弃物和页岩、劣质粘土等生产烧结陶瓷空心砖。采用硬塑挤制成型,一 烧新工艺。该产品不但可代替粘土实心砖,而且可生产多种花色品种的陶瓷空心砖。适当调制配方,还可生产具有节能保温效果的多孔陶瓷空心砖。
我国长期依赖粘土砖作为墙体材料,造成土地资源的大量浪费。2~3年内,我国将全面禁止生产建筑用粘土砖。各种利用非粘土原料所生产的新型墙体材料将 粘土实心砖,成为建筑墙体材料的主流。国外发达国家早在上世纪80年代开始研制并推广烧结陶瓷空心砖。目前在美国和欧洲,已有70%~80%的普通住宅、别墅采用这种具有自装饰效果的美观、结实、耐用的新材料。我国目前的烧结陶瓷空心砖还处于起步阶段,大部分省市还属空白,因此研究推广此种技术及相关设备具有十分重要的意义。
我国建筑业发展迅猛,特别是普通住宅和别墅建设 临一个新的高潮,新型墙体材料,特别具有艺术、节能、环保等综合功能的烧结陶瓷空心砖将扮演主要角色。由于利用大量废弃物,故必然受到国家和当地政府的大力倡导和支持。
2、产品市场前景分析
我国政府大力推广新型墙体材料。新型墙体材料生产总规模已达2400亿标准砖,为墙体材料总量32%。“重点发展6000万块/年及以上规模烧结空心砖生产线”已列入建材行业“十五”规划当中。目前我国仅有十余家工厂 尝试或小规模生产烧结空心砖,品种和花色都还比较单调。市场急切期盼一种高强度和品种更为齐全的烧结空心砖。因此,烧结陶瓷空心砖的市场前景非常广阔。
3、建设方案、规模、完成期限
按年产6000标块和采用国产设备,从产品试制、施工到投产的期限为一年到一年半。可按欧洲高 的形状、强度及花色进行产品方案设计。
4、投资预算
总投资为2200万元左右。包括建筑工程500万元,生产设备购置1500万元,其他费用200万元左右。
5、原材料与配套条件
所需原料为煤矸石、粉煤灰、赤泥、页岩、劣质粘土等当地固体废弃物,要求有基本的水、电、燃料等保障条件。
6、经济效益分析
年销售收入约为1200~1500万元人民币(依品种不同)。年利润约为600~700万元左右,因环保企业免征所得税5年,故该生产线全投资回收期为3~5年左右。
蜂窝陶瓷蓄热体/载体及其制备技术
1、项目简介
以Al2O3、堇青石、SiO2等为主要原料,以TiO2、ZrO2等为辅助原料,采用无机-有机复合粘结剂,将上述各种原料混合球磨后采用挤塑成型方法及微波-红外联合干燥技术以及陶瓷烧结工艺制备高性能蜂窝陶瓷蓄热体或催化剂载体。根据所用原料不同,产品可以在低温、中温、中高温及高温等不同温度范围使用。性能测试表明,高温型蜂窝陶瓷蓄热体的耐火度>1790℃,轴向抗压强度≥15MPa,孔壁密度≥2.65g/cm3,室温导热系数为10.1W/(m·K),室温比热为0.884J/(g·K),热膨胀系数小于62.5×10-7℃-1。本技术的特点在于蜂窝陶瓷的孔壁厚度、孔的形状、孔径大小、外形尺寸等根据使用性能要求的不同可以进行调整,使用时可以进行任意堆砌和拼装。
2、国内外技术发展现状
蓄热燃烧技术是高温窑炉燃烧领域的一种古老而年轻的节能环保技术,蓄热燃烧系统温度效益及热效率的高低,直接取决于蓄热体的性能。20世纪80年代,蓄热体开发取得突破,出现了小直径球状或点焊状(卵石状)陶瓷体,使蓄热体结构紧凑,与烧嘴组成一体,但使用中产生的压降大。近年来开发压力损失小,热交换面积大的蜂窝陶瓷蓄热体已成为高性能蓄热体研发领域的一个热点。目前开发出的蜂窝陶瓷蓄热体仅能在低于1300℃的温度下使用,日本开发的也不超过1350℃,但工程应用中经常需要蓄热体在1400℃以上的环境下工作。经查新检索,目前国内尚未见到使用温度≥1400℃高温型蓄热体制备技术的相关报道。
3、经济效益和社会效益分析
目前国内有冶金窑炉7000余座,使用蓄热燃烧技术的仅有40余座(包括国产及引进技术),其中有些蓄热体是陶瓷小球,用蜂窝陶瓷作蓄热体的不超过30座;加上陶瓷工业窑炉,以及火力发电厂蒸汽发生炉逐渐改烧天然气等,使用蓄热燃烧系统具有及其广泛的国内市场。烤炉到国际市场,可以预测,就用作蓄热体而言,对蜂窝陶瓷的市场需求量非常巨大。如果再考虑作为催化剂载体应用,过滤材料等,蜂窝陶瓷的需求量更为巨大。
蓄热燃烧技术的温度效益可达95%,余热回收率可达80%以上,NOx排放量可以大大降低,炉内温度更均匀,区域温度控制更准 可以明显提高产品质量。目前,我国钢铁企业高炉煤气平均放散率为13.72%,如果采用蓄热式燃烧技术将放散的高炉煤气全部利用,相当于节约7.61×1013KJ的能量(260万吨标煤)。如果将该技术辐射到陶瓷工业领域,必将产生巨大的经济效益。
4、主要设备
球 、搅拌机、真空练泥机、挤塑成型设备、红外、微波干燥设备、烧结设备等。
氧化锆/氧化铝复合工程陶瓷材料与部件的制备技术
1、项目简介
选用高强度、高韧度、高硬度、耐高温的结构陶瓷材料及其部件,已经成为机械加工行业进一步提高产品质量和产品部件使用寿命的主要途径。
氧化锆/氧化铝复合材料指的是分以部分稳定氧化锆(或氧化铝)为主晶相,氧化铝(或氧化锆)为增强、增韧相的一种新型复合材料。研究表明,氧化锆/氧化铝复合陶瓷的优异机械性能优于单组份陶瓷,它在很大程度上改善了陶瓷材料的韧性,提高了材料的强度,而价格低于部分稳定氧化锆。氧化锆/氧化铝复合陶瓷材料已成为冶金、机械、石化、能源、交通、纺织以及国防工业不可缺少的工程陶瓷材料。
2、主要性能指标
氧化锆/氧化铝复合材料的成分可以根据使用条件对性能的不同要求,在很大的范围内调整,其性能也在一定的范围内变化。主要性能指标为:
密度(g/cm3): 4.2~6.0 抗弯强度(MPa): 950~1000
硬度(HRA): 87~90 热膨胀系数(10-6/k) (20~400℃) :8.2~9.6
弹性模量( GPa):200~250 断裂韧性(MPa·m1/2):8
热导率( W/m·K) : 2.5
本项目立足于在采用国内先进、成熟、可靠的材料生产设备与材料制备技术的基础上,拟引进国外精密材料加工设备(如数控车床、 等),使整体生产水平达到国际先进水平。项目的关键技术为成型技术、烧成技术及加工技术。
3、市场分析
2000年国内新型陶瓷材料的市场年销售额为60亿元,国产化率只有60%。预计在2005年到2010年之间,国内高技术陶瓷材料的市场容量将增加到100~150亿元,并且结构陶瓷在其中的比重也将从现在的15%提高到28%以上,市场潜力巨大。最有市场前景的结构陶瓷产品包括:陶瓷缸套、陶瓷轴承、陶瓷阀门、陶瓷柱塞、陶瓷过滤器及催化剂载体等。氧化锆/氧化铝复合材料的市场需求量在十万吨/年以上,而且随着其生产规 扩大及生产成本的降低,其应用领域将会得到进一步的扩展。
A、陶瓷缸套:我国油气田钻井泵用陶瓷缸套全年共需7~10万只,地质勘探每年需要陶瓷缸套1万只,而化工酸碱行业以及啤酒等食品行业每年需用不同类型的陶瓷缸套2万只以上,更为重要的是,随着石油勘探和开发力度的加大,对石油开发效率的要求越来越高,高性能的陶瓷缸套代替现有的金属缸套已成了石油勘探开发的一种必然趋势。
B、陶瓷阀门:我国现有的金属阀门市场容量大约为100亿元人民币,鉴于陶瓷阀门与金属阀门相比,具有高性能、低成本的优势,如果现在的阀门市场的5%被陶瓷阀门代替,陶瓷阀门的市场销售额将达到5~7亿元人民币。
C、陶瓷轴承:2000年我国金属轴承销售额为200亿元。按照专家的预计,陶瓷轴承以占整个轴承市场的3~8%计算,我国陶瓷轴承的市场潜力为7亿元,产品需求量达到70万套。目前国内仅有哈尔滨中实三强工程陶瓷公司有少量生产,国内陶瓷轴承市场的潜力极大。
4、建厂条件
(1)主要原材料为莫来石、氧化锆和氧化铝,国内市场供应充足;(2).燃料:轻质柴油或煤气;(3).装机容量200kw;(4)投资1800万元;(5)生产厂房1500m2(厂房高度7m);(6)劳动定员:60人;(7)本项目对环境无污染;(8)生产用水30t/d;(9)生产所用燃料为轻质柴油或煤气。
5、经济效益和社会效益分析
氧化锆/氧化铝复合陶瓷制品依产品中氧化锆含量的不同,生产成本在2~6万元/吨,产品的售价为9~20万元/吨,平均利润率大于25%。
建设年产氧化锆/氧化铝复合陶瓷制品300吨生产线,项目总资金1900万元。产值4500万元,可实现利税1350万元。
高性能反应烧结碳化硅低成本制造技术
1、项目简介
本项目采用自主知识产权的原位合成纯碳反应烧结碳化硅陶瓷技术,其特点是采用低廉的石油焦或其它工业炭素为原料,原位合成RBSC陶瓷,降低了原料的成本;或采用 生产中的低纯收尘粉( SiC≈93~95%)为原料,制备高性能RBSC,可节省原料成本1万元/吨;本项目利用自主研发的高产烧结装备可使产量提高4~5倍,大幅度降低了生产成本;本项目具有多种复杂异形制品的制造技术,为其在机械工程领域的应用奠定了基础;本项目已通过武汉市科委组织的科技成果鉴定,专家评价为:材料的性能超过了国内外现有同类产品,本项目技术达到了国际领先水平。本课题组以干压和挤塑成型制造RBSC陶瓷的技术已经实现了产业化。
2、市场前景
反应烧结碳化硅陶瓷适用于用作机械密封件、耐 衬体和窑具(包括立柱、方粱、辊棒、棚板、匣钵、支架以及燃烧器喷嘴等,具有巨大的市场潜力和应用前景。
3、主要技术指标
密 度 g/cm3 3.05~3.12 气 孔 率 % <0.1
强 度 MPa 350~500 导热系数 w/m.k 50~150
弹性模量 GPa 330 膨胀系数 k-1×10-6 4.5
莫氏硬度 13 最高使用温度 ℃ 1380
4、应用情况
本技术已经在企业实现工业生产转化,产品已批量生产。
5、实施条件
建设年200吨高性能反应碳化硅窑具生产线,项目总投资600万元,设备投资400万元。厂房面积2500m2,装机容量400kw。员工总数50人。
主要原材料:碳化硅、工业硅、碳粉,外加剂。
本产品的烧结在真空电炉中完成,对环境没有污染。
6、经济效益
项目实施后年产值2000万元,税后利润600万元。
原位合成陶瓷抗热振晶须涂层技术
1、项目简介
在非氧化物陶瓷如碳化硅、氮化硅、氮化铝等材料表面涂覆抗氧化涂层是提高材料使用温度、延长寿命的有效手段。对于炭/炭复合材料,抗氧化涂层更是防止材料高温氧化必不可少的措施。但是涂层与基体热膨胀失配导致产生大量微裂纹生成,使基体材料的使用寿命缩短。使本项目采用真空浸渍/热处理的方法,在陶瓷表面原位合成晶须涂层或晶须/陶瓷复合涂层,提高了涂层的韧性,避免膨胀系数失配裂纹的产生,使材料的抗氧化性能得到成倍地提高。
2、适用范围
晶须及晶须/陶瓷复合涂层尤其适用于间歇加热炉,C/C复合刹车片等频繁热冲击条件下服役的高温氧化保护。
陶瓷坯体的淀粉糊化原位凝固成型技术
1、项目简介
采用高效分散剂制备含量大于50vol%的陶瓷泥浆,在泥浆中加入少量的淀粉,搅拌均匀并经真空除气后,将泥浆注入塑料、金属等非吸水模具中,在60~80℃的条件下使淀粉糊化,泥浆因失水而凝固。湿坯按常规方法干燥后,得到组成和微观结构高度均匀的陶瓷坯体。原位凝固成型克服了以石膏模具吸浆成形时颗粒重排所引起的坯体密度和组分的梯度分布,因而材料的均匀性和可靠性都得到了大幅度的提高。
2、国内外技术发展现状
近10年来,原位凝固成型成为国内外材料研究的热点,发明了如凝胶注模成型、直接凝固注模成型、胶态振动注模成型、温度诱导絮凝成型等许多新型胶态成型技术。但这些成型技术中或多或少存在着诸如坯体强度低、聚合物单体有毒性、坯体易开裂、工艺复杂以及适用范围小等弊端。本技术利用温和加温条件下淀粉的润胀和糊化实现坯体原位凝固成型,具有原料来源广泛、成本低廉、工艺过程简单,干坯强度高(可直接加工)等特点。
3、市场分析
复杂异形陶瓷制品的成型是精细陶瓷制造的关键技术之一。原位凝固成型技术引人注目的原因在于它不仅是提供了一种复杂异形陶瓷坯体的赋形技术,而且由于原位凝固成型的坯体的结构具有高度均匀性,使烧结后的材料强度、断裂韧性以及产品性能的一致性模数都有了极大的提高,因此也是提高材料性能的重要手段,同时它可以取 有的干压、注浆、注射、挤塑等胶态成型技术,在精细陶瓷制品的制造中具有重要的地位,具有广泛的应用前景。
4、主要设备投资
实施本技术只要在现有的注浆成型生产线上增加水浴(或烘箱)加热装置即可,成型模具可根据产品的形状和尺寸要求,以金属、塑料(树脂)、陶瓷等非透水性材料另行加工。新建成型生产线须配置泥浆称量和混合等设备,根据生产规模的不同,设备总投资在10~45万元间。
5、经济效益和社会效益分析
本技术采用廉价的食用或工业淀粉为成型剂,其添加量在1~10wt%,所用工艺设备简单,成型模具没有磨损和腐蚀,可以长期使用,生产成本比传统的注浆、注射、挤塑等成型方法低得多。淀粉原位凝固成型可以方便地实现复杂异形陶瓷件的成型,且所制备的材料性能比传统方法高得多。本技术是一种复杂异形陶瓷制品的净尺寸成型技术,可以减少坯体的加工余量甚至免除加工,因此具有极大的经济效益和良好的社会效益。
超轻瓷质砖生产技术
保温、隔热、降噪超轻瓷质砖是最新研制成功的新型绿色、节能环保型陶瓷产品;该产品经1200℃高温烧制而成,具有体积密度小0.65~0.95g/cm3(可调)、隔热保温性好、吸水率低等特点。与传统外墙保温材料相比,该产品耐高温、防火性能好。产品由封闭气孔构成,不吸水。产品施工铺贴简单。与普通外墙陶瓷砖相比,重量降低60%左右,可减轻建筑物载荷 产品主要技术指标1、体积密度:0.65~0.95g/cm3 2、导热系数:≤0.24W/ m·k 3、抗折强度:>10Mpa 4、吸水率:<0.5%;。 5, 抗热震性、抗冻性达到国家标准。
建筑结构安全性能的检测、诊断和评估
课题组提出了一种新的基于RSFEM的随机结构损伤识别方法。该方法不仅适用于框架结构损伤识别,而且也适用于框架填充墙和框架剪力墙等一系列结构体系。将结构损伤诊断两步法和基于统计模型的损伤识别方法结合,对一个三层框架结构的单个和多个损伤进行了诊断的数值模拟。结果表明,该方法能够有效识别出三层框架的损伤位置与程度。本项目于2005年通过武汉市科技局组织的鉴定。
高层住宅结构优化设计研究
该课题根据大华集团有限公司住宅开发中结构设计技术经济指标差异较大的情况,进行了结构划设 研究工作,提出了采用准则法和穷举法优化结构方案的方法,通过大量的分析计算达到了课题研究的预定目标,具有较好的经济效益和社会效益。该项目于2005年通过湖北省建设厅组织的鉴定。
风力作用下大跨度空间网架结构的智能健康诊断
本项目历时五年,通过自动化、计算机、材料和土木工程学科的交叉,进行了大跨度空间网架结构的智能健康诊断的研究。1、创建了“风力作用下大跨度复杂空间网架结构的智能健康诊断的基本理论”,提出了风力作用下大跨度复杂空间网架结构的智能健康诊断的三类智能化方法。2、解决了实现风力作用下大跨度复杂空间网架结构的智能健康诊断系统的关键技术。3、在世界上尺寸最大、体型最复杂的深圳市民中心屋顶网架结构上建成了世界上第一个“空间网架结构风致破坏的智能健康监测系统”。 本项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
大跨度复杂体型空间网架结构风致损伤与健康诊断的智能化技术
该项目针对大跨度复杂体型空间网架结构特征,采用加权荷载本征模态法和模糊评判法,创新地提出了只需少量风速风向仪、风压传感器和应变传感器的测量,识别整个网架结构在风荷载作用下所有杆件应力状态的智能化方法。创新地提出了在牛腿表面只需设置少量应变传感器,识别整个牛腿内部肋板和隔板应力场的智能化方法。创新地提出了快速诊断网架结构杆件与球节点焊缝断裂损伤的智能化方法。建立了世界上第一个针对风荷载作用的空间网架结构损伤与健康诊断的系统。2009年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
路桥工程技术与道路材料
高速公路水泥混凝土路面沥青加铺层关键技术研究
成果的创造性与先进性:1、首次成功地在高速公路沥青加铺中大规模应用Strata应力吸收层减缓反射裂缝;2、首 统研究了钢渣沥青马蹄脂混合料的路用性能,并应用于沥青路面抗滑表层。该技术成果可广泛用于高速公路旧水泥混凝土路面综合处治与沥青加铺工程。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
高速公路桥涵检测、修补加固关键技术研究
成果的创造性与先进性:1、首 究了喷射混凝土对桥梁上部结构的加固技术,提出了系统的加固 方法,并成功地应用于喷射混凝土加固工程;2、首 究了加固结合面的干湿状态对新旧混凝土结合力的影响,提出了采用界面处的电阻变化和水分迁移评判结合状态的新技术途径;3、基于加固后抗力和荷载模型,研究了加固桥涵的可靠性指标,分析了恒载与活载对可靠性的影响程度;4、提出了公路桥梁加固改造质量检验评定指标与方法,在工程实际中取得了良好效果。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
高速公路施工期环境监理全过程控制内容和程序研究
该项目具有以下创新:1、提出了单项环保工程施工监理中的工作内容、审查要点、控制方法及分项、分部、单位工程的验收指标和质量评定方法,编制了系统的控制程序;2、在工程监理三个阶段划分的基础上,制定了一套完整的单项环保工程的质量、进度和费用监理表格;3、对声屏障施工的允许误差进行了充分论证,提出了综合评价指标体系;将4种抽样方法应用于绿化工程验收,提出了不同长度最小样本 方法并给出了相应的样本数。该项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
高速公路建设期环境监测技术方法
1、项目简介
《高速公路建设期环境监测技术方法》已形成规范的污染监测程序,合理的布点原则和方法,设定了能满足工程建设需求的监测频率,能使监测单位合理使用经费、节约成本、提高效率和效益,也能为环评单位编写环境影响评价报告书提供依据,为工程管理部门和承包商实施环境管理提供依据。
2、主要技术指标
线性工程污染源特征,敏感点属性和选点原则及方法、污染监测项目和因子、监测程序、监测频率、报告编写。
3、应用情况
目前已在湖北省建成的京珠南北段、汉十(孝襄、襄十)高速公路、以及在建的沪蓉西、十漫等高速公路上应用,效果良好。
4、实施条件与经济效益
凡具备环境监测资质和环评资质的单位以及项目建设指挥部均可使用。可节省监测成本10%以上,也可提供咨询、服务以提高效率和效益。
山区高速公路沥青路面关键技术研究
课题组首 合考虑路面弯沉、抗车辙能力、反射裂缝与温度应力、沥青混合料粒径与层厚等因素的影响,进行沥青面层结构设计。在沥青混合料组成设计中重点研究了针片状颗粒含量和沥青膜厚对沥青混合料性能的影响,提出了生产中的控制指标。通过桥面铺装的理论分析,提出了设置高性能桥面专用防水粘结层的铺装结构及施工工艺。通过综合对比分析,首次提出三部分七参数质量控制体系进行沥青路面柔性基层混合料组成设计和施工控制方法。提出了弯道摊铺的横坡和平整度综合控制施工工艺为山区高速公路沥青路面施工质量控 制提供了有力保障。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
改善山区公路路面抗滑性能的研究
1、利用有限元软件模拟长大纵坡,进行山区公路沥青路面结构力学分析,分析了山区公路抗滑表层在不同工况下的力学行为,从力学角度提出了山区公路沥青路面抗滑结构的选择原则;2、首次进行了石英砂岩作为粗集料制备山区公路抗滑表层SMA沥青混合料的研究,并成功地铺筑了抗滑表层试验路段。该技术成果可广泛用于山区公路沥青路面抗滑表层铺筑以及旧有路面的改造工程。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
排水降噪防滑沥青路面材料的研究与应用
本项目针对现有排水降噪防滑沥青路面存在的主要问题,研制出具有自主知识产权的高粘度改性沥青,提出了排水降噪防滑沥青路面材料的设计方法;制备出高温稳定性好、抗水损性强和抗滑性好的排水降噪防滑沥青路面材料;制定出该种沥青路面材料的制备、施工及质量控制成套技术;同时研制出阻燃高粘度该性沥青和阻燃排水降噪防滑沥青混合料,能大大降低隧道沥青路面突发火灾的可能性及其造成的损失。本项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
光纤光栅桥梁重载实时在线识别系统
该项目以武汉长江二桥长期健康监测系统的实施应用为背景,在斜拉桥主梁关键截面布设光纤光栅应变传感器,采用四通道并行 技术、梳状滤波的非线性校 术及法布里腔驱动电平温度补偿技术,实现了光纤光栅的高速解调。通过多点动态应变测试和统计分析方法识别通过桥梁的载重车辆,为桥梁的安全分析评估提供重载车荷载谱。2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
桥梁索力长期远程实时监测新技术研究与应用
该项目以武汉长江二桥作为成桥应用背景采用可调谐匹配光栅滤波解调技术, 了高速波长解调和温度补偿等关键技术问题,研制成功的光纤光栅振动传感系统低频特性好,自主开发的软件具有特征频率识别和自动计算索力等功能,可实现远程实时监控。2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
桥梁安全光纤光栅传感数字化监测系统关键技术研究
本项目从光纤光栅传感基本理论出发,从实现桥梁安全光纤光栅传感数字化监测系统关键技术入手,构建光纤光栅桥梁安全监测的基本系统,并以国内的重大桥梁工程为对象,研究其在重大桥梁工程结构的长期健康监测和安全评估中的应用。该项目研究中:基于ARM和FPGA嵌入式四路并行光纤光栅传感高速解调系统;基于应变传递效率的光纤光栅应变传感器的基本设计方法;基于热力耦合作用的光纤光栅传感器的加速检验方法;桥梁健康监测系统中基于光纤光栅传感的数字化管养系统等具有创新性,属国内外首创其整体技术达国际先进水平。本项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
桥梁 系统中的技术状态评估方法研究-中小跨径RC梁桥
该课题针对中小跨径RC梁桥 系统中的技术状态评估方法进行了研究,开发了RC梁桥状态评估系统,实现了桥面系、桥跨结构等分项结构状态和桥梁结构状态的评估、病害主因识别等功能,并根据实桥样本进行了验证,避免了主观因素的干扰。。2007年通过江西省交通厅组织的鉴定。
用于隧道的光纤光栅感温火灾探测系统研制与应用
课题研究是以实用化、工程化和商品化为目标,针对多点波分复用容量有限,要实现长距离无中继和快速准确的火灾探测报警系统等技术问题,重点对下列关键问题进行了研发:
① 光纤光栅多区波分复用技术:采用光纤光栅多区波分复用技术代替传统的多点波分复用技术, 了复用容量有限,实现了隧道分区火灾报警的技术要求。根据现有隧道火灾报警技术标准对防火分区的规定,在同一个防火分区采用布喇格中心反射波长相同的光纤光栅传感器,而在不同的防火分区采用布喇格中心反射波长不同的光纤光栅传感器。2008年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
高抗渗长寿命大管径隧道管片材料结构设计与工程应用
本成果建立了高性能盾构 的设 论体系,突破了跨江海隧道盾构 的高耐久性技术,建立了应用于高压富水、侵蚀环境等恶 用条件下的高抗渗长寿命大直径盾构 的材料与结构、生产与工程应用、性能检测与评估的关键技术。另外,无细观界面过渡区水泥基复合材料、功能梯度盾构管片、盾构管片界面强化工艺、高抗裂自愈合混凝土掺合料等相关技术和成果在武汉市政水泥制品有限公司生产的 中也得到了很好的应用。2007年通过武汉市科技局组织的鉴定。
高抗渗微膨胀盾构隧道同步注浆材料关键技术研究
采用有机、无机组分复合的手段,自主研发了具有高效保塑和抗水分 能的同步注浆材料专用外加剂,制备出新型高性能同步单液注浆材料。本注浆材料的性能优势与特点:(1) 可注性好(流动度18~20cm,稠度9.5~10.5cm,坍落度3~4cm),(2) 抗水分散性能好(pH值8.3~9,28d水陆强度比>90%),(3) 强度性能好(28d抗压强度>3MPa),(4) 抗渗性能好(抗渗等级>S4),(5) 膨胀性能可调(90d自由膨胀率2×10-4~5×10-4)。2008年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
高抗渗耐久盾构隧道混凝土成管材料关键技术研究
提出了盾构隧道高性能混凝土管片材料的复合设计方法。研究了蒸养制度对混凝土性能及盾构管片结构体积稳定性的影响规律;研究开发了具有良好抗渗性、体积稳定性和耐久性的盾构隧道高性能混凝土管片的制备工艺,形成了成套技术,编制了生产技术指南,有效 了混凝土 易出现裂纹的问题。2008年通过武汉市科技局组织的鉴定。
公路隧道降噪技术研究
课题组结合隧道实际情况和吸 料的施工工艺,研制出了一种具有阻燃、耐腐蚀、高效、成本低、工艺简单等优点的多孔吸声材料,有良好的中低频吸声效果,能够有效地降低交通噪声。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
武汉城市圈道路运输一体化研究
武汉城市圈建设的目的在于促进区域经济一体化,把武汉城市圈建设成为我国内陆地区最大的满足内需为主的生产要素和产品服务的中心市场;建设成为我国区域经济发展的第四增长极。项目组首先阐述了区域经济一体化和区域交通一体化的深层含义,强调了道路运输在综合运输中的重要地位。在明 略指导思想、原则与目标的前提下,从道路基础设施一体化、旅客运输一体化、货物运输一体化、服务一体化、信息一体化、政策及 一体化等方面进行深入分析和研究,旨在构建完善的武汉城市圈道路运输一体化体系。该项目2006年通过湖北省交通厅组织的鉴定。
城市轨道交通环境振动与噪 究——武汉一号线
本项目对武汉市轨道交通一号线环境振动和噪声问题进行了比较系统的研究。具体研究内容为:1、简谐移动荷载下无限长梁临界速度研究;2、有限元法与边界元法 动力响应;3、减小房屋结构噪声的措施;4、箱形梁结构的振动和噪 ;5、桥墩的动力响应;6、高架轻轨沿线噪声沿层高的空间分布规律;7、高架轻轨沿线一居民楼的室内振动;8、高架轻轨列车车箱内的振动。2007年通过湖北省建设厅组织的鉴定。
武汉南太子湖大桥施工方法与控制技术及其对环境影响研究
该项目主要研究成果:建立了桥梁生命周期环境影响多因素多层次评价指标和评价体系;提出了桥梁生命周期环境影响的多指标评价方法;提出了桥梁生命周期环境影响的多级模糊综合评价方法;提出了采用单位桥长法和单位原材料法对不同类型桥梁进行生命周期环境影响评价;建立了南太子湖大桥的施工仿真分析模型与监测系统,有效地控制了桥梁的内力和线形,保证了桥梁的施工安全。2008年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
沪宁运输走廊交通基础设施合理性研究
该成果主要应用于运输通道或区域综合运输体系有关基础设施配置现状、或者规划方案合理性的诊断,对保障地区社会经济健康发展、平衡多方式交通建设投入、完善综合运输体系建设等均有直接的指导作用。研究成果既有利于保障交通供给,又有利于节约资源,从而实现交通运输体系的可持续发展。研究从“合理性”的一般哲学含义出发,引申出综合运输体系交通基础设施配置的合理性内涵,从结构、规模、布局、网络功能、投资、资源消耗合理性六个方面分析综合运输体系基础设施配置的合理性内涵。2007年通过江苏省交通厅组织的鉴定。
现役梁桥钢束与混凝土相互作用及状态分析评估研究
该项目进行了预应力束与混凝土相互作用的分析理论及系统研究,推导了不考虑粘结滑移关系时及考虑粘结滑移关系时预应力束与混凝土相互作用的理论和有关公式;结合工程实际,进行了参数识别及病害成因分析,进行了预应力钢束的锈蚀规律及力学性能研究,得出了由参考价值的结论.结合工程实际,有效地对现役桥梁结构受力状态进行了评估,研究了FRP及钢芯FRP包 应力筋的力学行为,并与试验结果比较,取得了一些有意义的结论。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
大跨高桩承台深水墩连续梁桥关键技术研究
该项目对高桩承台大跨梁桥成桥状态及施工过程的分析方法进行了研究,开发了程序系统,首次实现了强度、稳定的同步分析,用于高桩承台桥梁的设计施工分析,取得了良好效果。对大跨高桩承台深水基础的施工工艺进行了研究,成功设计了高难度的施工平台,发展了内河高桩承台深水基础施工技术。该项目研究成果已成功应用于指导丹江二桥的建设,取得了较好的社会经济效益,又较好地推广应用价值。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
大跨节段施工梁桥分析技术及配束自动化研究
1、项目主要特点
1)分析钢混结构现有分析的一些难题,提出钢混异种材料组合构件中的钢束和混凝土协同工作的结构分析建模思想。
2)从UL列式下连续体的虚功增量方程出发,研究基于钢混协作关系的几何非线性分析,延拓了大跨节段施工梁桥的分析理论。
3)建立预应力混凝土梁桥预应力度的 优化问题,提出了配束自动化的基本思想。
4)提出一种遗传算法的改进方法——随机摄动算法,以此研究并解决z配束设计同时受到几何构造约束及受力性态约束的双重困难。
5)基于以上理论特色,研制了一套具有自主创新、功能强大的节段施工梁桥设计施工分析系统BRD。初具标准化、集成化、智能化等特点,并集结构分格、配束设计及其钢束施工图绘制等功能于一体。
2、应用情况
基于本研究理论特色所开发的大型设计施工分析系统BRD先后在三峡九畹溪大桥、襄樊汉江四桥、山西化峪立交桥、山西仁义立交桥、丹江口二桥、厦门岛南北快速干道高架桥、立交桥等的设计或施工分析中得到应用,取得很好的效果。获武汉市科技进步三等奖。
大桥桥梁与工程的在线数字化健康监测和诊断系统
该项目提出了大型桥梁和工程全生命周期长期可靠状态检测、控制与诊断的工程实用化与数字化养护 方案;开发了基于光纤光栅传感技术的结构损伤和过程状态的自动识别系统,提出并建立了专家评估系统。开发了基于光纤光栅传感技术的索力实时监测、桥梁重载车识别子系统、交通流量监测和桥梁位移实时监测系统。整体技术达到国内领先水平。2008年通过武汉市科技局组织的鉴定。
拱桥开 壁箱梁轻型化转体施工关键技术研究
项目提出并解决了混凝土拱桥开 壁箱轻型化转体施工的控制要点与关键技术。在项目依托工程湖北省恩施州云南庄、平地坝大桥转体施工过程中应用该成果,保证了桥梁施工期的安全和结构构件的完好,验证了研究成果的正确性,并取得了良好的经济和社会效益。2008年通过湖北省交通厅组织的鉴定。
钢箱梁桥面铺装层抗滑移开裂技术研究
该项目提出了以“剪力健+钢筋网+高强高韧性轻集料混凝土”为下面层,以防滑、降噪沥青混凝土为上面层的耐久性钢箱梁桥面组合铺装层的材料与结构设计方案,可有效解决该类桥面铺装层易发生推移、拥包、开裂的技术难题。研制出新型混凝土;制备出SMA沥青混合料;研制开发了轻集料混凝土的匀质性控制外加剂。2008年通过武汉市科技局组织的鉴定。
劲性骨架混凝土箱形拱桥转体施工关键技术研究
该项目以黄陵洞特大桥施工为工程背景,针对施工工艺及关键工序,因地制宜地提出了转体施工转动机构的水磨施工方法;首次提出了下凸 作为 、 的新型构造,提高了工效,同时提出了采用砂模作为上盘底 施工方法,方便施工,保证了质量。为今后类似的工程施工提供了借鉴。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
双向土工格栅处理桥头跳车的应用研究
本项目1、提出了有“存储弹性能”的新观点。2、采用双向土工格栅与短搭板相结合的新方法,解决了桥头跳车和短搭板末端的二次跳车问题;3、通过多种组合的布筋方法,在现场实测了外荷载加筋土中引起附加应力传递的规律,发现了路堤加筋土压实度、强度参数以及地基土力学性状等因素对桥头加筋路堤沉降的影响规律;4、得出了用双向土工格栅加筋桥头路堤时,其有效的加筋深度、合理的加筋层间距,以及间距随深度的合理变化关系。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
透水性半柔性复合路面结构开发研究
该成果首次提出排水降噪抗滑半柔性组合式路面结构;开发出具有排水、抗滑、降噪功能的透水型面层材料;采用高粘度改性沥青作为防水粘结层,解决了防水粘结材料易受到施工破坏的不足,改善了透水型路面层和半柔性路面层之间的粘结性能。通过研究得出了组成半柔性路面层的大孔隙基体沥青混合料和水泥基灌浆材料的设计参数,提出了半柔性沥青混凝土路面的设计方法。2008年通过武汉市科技局组织的鉴定。
自水化激活型路面基层研究与应用
项目利用材料学原理,通过合理调整钢渣,电厂炉 矿渣和湿排粉煤灰的比例,设计了三种路面基层,其中无水泥的钢渣-炉渣-矿渣体系,利用钢 自身弱水化特性,激活了电厂炉渣和湿排粉煤灰二者的火山灰活性以及矿 潜在水化活性。2009年通过武汉市科技局组织的鉴定。
高强轻集料混凝土用于桥梁结构的应用技术研究
本项目对高强轻集料混凝土的制备技术,钢筋及预应力高强轻集料混凝土构件、预应力构件长期性能等进行了深入的研究 了LC40--LC60高强轻集料混凝土与高强次轻集料混凝土的制备关健技术参数;获得了大量可靠的高强轻集料混凝土构件物理学性能的试验数据,建立了预应力轻集料混凝土构件有限元分析模型,实现了对轻集料混凝土构件长期性能的模拟研究;提出了轻集料混凝土构件端部防裂方法,有效 了轻集料混凝土构件锚固端开裂的工程技术难题;研究成果在国家重点工程中进行了成功应用取得了显著的经济与社会效益。本项目于2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
机制砂混凝土用于桥梁建设的研究
该系统研究了石灰岩机制砂和石粉的物理化学特性,分析了机制砂颗粒形貌特征参数与粗糙度参数的相关性,提出了高是粉含量机制砂应用技术。明确了石粉对不同流态、不同强度的机制砂混凝土性能的影响规律,研究了高石粉含量机制砂混凝土配合比设计方法,提出了水粉比、水胶比等配合比参数选取原则,等等,研究成果成功应用于湖北沪蓉西告诉公路桥梁工程,取得了显著的社会经济效益,推广应用前景广阔。2007年通过交通部科技教育司组织的鉴定。
桥面铺装材料组成及结构设 究
该项目旨在建立桥面铺装结构和防水层质量评价体系、开发适用于高等级公路的桥面铺装防水涂料、建立适用于新型防水涂料的结构体系、研究新型桥面铺装及放水层的施工方法。本项目开发的桥面铺装防水涂料能增强放水层与桥面水泥混凝土基层和沥青混凝土面层的粘结,防止沥青混凝土面层与防水层之间产生滑移,有效避免水对水泥混凝土基层的侵害,提高桥面的防水性能,延长桥梁的使用寿命。同时,施工方法简便,不需要加热,可以节约能源。2007年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
高抗车辙沥青混凝土路面沥青改性剂应用研究
该项目研究开发了一种高抗车辙沥青混凝土添加剂,通过研究得出了抗车辙剂的原材料选择标准和质量控制参数,建立了聚乙烯组分的分子量,熔体指数与沥青混凝土动稳定度之间的数学模型,为再生聚乙烯制备抗车辙剂提供了理论依据。提出了掺加该抗车辙剂沥青混合料的施工工艺及质量控制方法。2008年通过武汉市科技局组织的鉴定。
钢渣沥青混凝土
1、项目简介
针对钢渣的特点,对其进行“钝化”处理,通过特殊的方式破碎,分析其化学组成,检验其活性。钢 于碱性集料,同时由于钢渣具有多孔的物理特征,因此与沥青的粘附性能非常好。经过试验和优化设计配比,研制出劈裂强度比高、残留稳定度大、抗车辙等性能良好的钢 青混凝土。试验结果表明,集料与沥青粘附性等级为5级,钢渣压碎值为16.3%, 值67BPN,洛杉矶磨耗11%。混合料的残留稳定度为90.3%,劈裂强度比为87.5%,动稳定度次数大于6000次/mm,远远超过交通部规范规定大于3000次/mm的要求。试验路的使用结果表明,钢渣沥青混凝土具有良好的热稳定性、水稳定性和抗滑性能,对提高我国沥青路面的耐久性和降低工程造价具有积极意义;此外,将钢 备成为适用于沥青混凝土路面中的骨料,以 石质骨料,提高钢 生利用的经济价值,可节省自然资源(石材)。同时, 了我国钢铁工业因钢渣堆放污染环境的技术难题,为钢 固体废弃物转化为优质沥青混凝土耐 料资源开辟了广阔的前景。
2、应用情况
武汉钢铁集团公司利用本成果生产的钢渣耐 料已经在武黄高速公路大修工程、仙桃汉江公路大桥桥面铺装以及武汉钢铁集团冶金渣有限公司的厂道加铺改造工程中得到了广泛的应用。后期跟踪观测的试验也证明了钢渣沥青路面性能优异,钢 青路面的抗滑性能及抗水损害能力远远优于普通沥青路面。
·获湖北省科技进步三等奖。
水泥粉煤灰路面基层材料
1、项目简介
水泥稳定粒料和二灰稳定粒料是我国典型的两种路面基层材料。由于这两种路面基层材料都有各自的固有缺陷,由于路面基层材料质量问题带来的路面病害十分严重。如水泥稳定粒料早期强度高,但抗裂性差,施工过程过于紧凑,二灰类路面基层材料虽然具有很好的抗裂性,但早期强度低、施工对 的依赖大、基层与面层之间的连接力差、抗冲刷性不良等缺陷。而水泥稳定粉煤灰则同时具有水泥稳定粒料和二灰稳定粒料的优点,早期强度高,施工机动灵活,抗裂性好,并具有很强的抗冲刷性,可以大量使用粉煤灰,减少水泥和天然集料的用量,是一类具有良好技术经济性的路面基层材料。
水泥粉煤灰路面基层材料具有水泥稳定粒料和二灰稳定粒料的优点,并克服了这两种典型路面基层材料性能上的不足,可以代替这两种材料用于高等级公路路面基层的修筑。我国每年兴建路面基层超过6.0亿m3,优质的路面基层材料的需要是十分巨大的。
2、主要经济技术指标
采用水泥粉煤灰稳定粒料,可减少水泥用量10%左右,减少集料用量10~15%,技术经济效益十分显著。
3、应用情况
2003年3月~2003年7月,在湖北省襄荆高速公路得到了大量的推广应用。其中襄荆高速公路第四标中铁十一局二公司在上基层、下基层应用30.6km,节约材料费用408.5万元。襄荆高速公路第六标湖北省路桥公司应用上基层、下基层和底基层22.5km,节省材料费用394.8万元。在207国道、襄十高速公路、汉十襄荆连接线段也得到了推广应用,也取得了明显的经济效益。
4、经济效益分析
水泥粉煤灰路面基层材料的技术经济效益主要表现在如下几个方面:
(1)水泥粉煤灰路面基层材料和传统水泥稳定粒料相比,可以节省水泥用量10%左右,集料10~15%,材料费用降低10%左右。
(2)水泥粉煤灰路面基层材料抗裂性好,减少裂缝产生量50~80%,减少了早期裂缝的处治费用。
(3)水泥粉煤灰路面基层材料的使用性能好,减少了路面基层和面层的维修养护费用。
(4)水泥粉煤灰路面基层材料大量使用粉煤灰,减少粉煤灰的运输处置费用。
高等级路用改性沥青
1、项目简介
随着我国交通运输事业的快速发展,高等级公路的大量修建,对高性能沥青的需求量越来越大。但普通沥青由于存在低温易脆裂、高温易软化、弹性差等缺点,已不能满足现 等级路面对其性能的要求。因此,世界各国已开始大量使用改性沥青。武汉理工大学是国内最早开展改性沥青研究的单位之一,曾承担了国家“七五”攻关“聚合物改性沥青及油毡的研究”和交通部“七五”攻关“高等级路面用改性沥青的研究”等多项国家、省部级科研项目,经过近二十年的研究,对沥青的改性技术已达到国外的先进水平。
2、国内外技术发展现状
为提高沥青路面的质量,上世纪七、八十年 欧美国家投入巨资进行研究和试验,开发了优质的改性沥青以减少沥青路面的高温变形和低温开裂,同时结合采用新的路面处理技术,如透水性路面、碎石玛蹄脂路面(SMA),取得了极大的经济效益。而今,改性沥青路面在世界各国已得到广泛使用。但目前改性沥青仍存在改性剂与沥青相容性差以及价格较高等问题有待解决,对此,我校通过近些年来的技术攻关已较好的解决了这些问题,为制备优质、低成本的高等级路用改性沥青提供了技术基础。
3、市场分析
根据国民经济和社会发展战略部署,为使我国公路与国民经济发展格局相适应,交通部制定了国道主干线发展规划,即逐步建成12条长度约3.5万公里的以高速公路、一级公路为主体的“五纵七横”快速、高效、安全的国道主干线系统。为保证路面的质量,这些路面中的大多数将使用改性沥青,而仅以国道主干线的50%采用改性沥青路面计,则需改性沥青近千万吨。如果考虑到高速公路一般6~8年就要大面积维修,再加上省道和城市道路的建设也已使用改性沥青路面,则我国改性沥青的用量将是十分巨大的。
4、主要设备投资经济效益分析
主要设备投资:400`500万元
原材料及生产成本: 2100~2200元/吨(以沥青价格为1500元/吨计)
市场价格:2600~2800元/吨;
毛利润:300~400元/吨
以生产10万吨改性沥青计,毛利润为:3000~4000万元
AGS粒料稳定专用水泥
1、项目简介
水泥稳定粒料土具有强度高,水稳性好等特点,是目前公路路面基层材料的主要结构形式。但随着其广泛的应用,其缺点和不足日益凸现,具体表现在如下两个方面:(1)延迟成型时间短,不利于大规模机械化施工;(2)具有一定的收缩性,易产生收缩裂缝。针对通用水泥稳定粒料土的缺点和不足,国内外常用的方法是加入一定量的缓凝剂,但施工复杂,材料成本大幅度提高,仍难解决水泥土的收缩的问题。针对水泥稳定粒料的以上问题,研制一种适用于粒料稳定的土壤稳定专用水泥是解决此问题的最佳方案,《新型土壤稳定专用水泥的研制及在高等级公路上的应用》通过交通部鉴定。该产品于2004年获得国家发明专利的授权,专利号为:ZL02 14732.9。
2、适用范围及市场情况
适用于稳定粒料土作各级道路基层底基层,用作高速公路基层可以显著减少沥青路面反射裂缝的产生。水泥稳定粒料是我国的高等级公路的主要路面基层形式,路面基层专用水泥的开发具有广阔的市场前景。
3、应用情况
该产品已在黄黄高速公路、黄小高速公路、京珠高速公路以及孝襄高速公路的部分路段获得应用。AGS稳定基层板体性好,未见开裂,7天钻芯取样强度达6MPa,并节约水泥用量10%以上,取得了良好的技术经济效果。
4、主要技术指标与产品性能
AGS性能
(1)比重小,比32.5级矿 酸盐水泥小5~10%,易于和土料均匀掺配。
(2)凝结时间长,终凝6.5h~9h,水化过程平缓,有利于稳定粒料延迟成型时间的延长。
(3)具有微膨胀性,其28天胶砂膨胀率可达10~15×10-4,可有效补偿混合料的收缩。
(4)28天强度达27.5级砌筑水泥的强度标准,28天抗折强度可达8~10MPa。
AGS稳定粒料土性能
(1)延迟碾压时间可长达6h~9h。
(2)强度较高,AGS对不同粒料的适应性好,对各种粒料稳定效果良好。在相同条件下,比32.5级通用水泥水泥稳定粒料土强度提高约20%;达到相同的强度,掺量比32.5级水泥可节约10~20%。
(3)力学性能好,其无侧限抗压强度、劈拉强度、承载比(CBR值)、抗压弹模均优于32.5级通用水泥稳定粒料,且具有良好的抗裂性。
5、实施条件
AGS由水泥熟料、矿 c 粉煤灰等组成,在矿 c 粉煤灰等资源丰富地区的水泥厂、粉磨站,均可加工生产。能满足水泥稳定粒料路面基层材料施工的工程建设单位即可以进行AGS稳定粒料的施工。
层布式钢纤维砼路面
1、项目简介
该新型路面能改善砼路面耐久性。该项目提出的上下层布钢纤维砼路面,是一种新型复合路面结构,于1999年8月通过了湖北省科委鉴定。本成果属国内道创,达到了国际先进水平。工程应用证明:该路面结构具有钢纤维用量少、工程造价低、施工工艺可行、社会经济效果显著的特点。
2、主要技术指标
(1)层布钢纤维砼(Vf=0.24%),用少量的钢纤维能起到有效的增强效果,其抗折强度比基体砼抗折强度可提高30~40%。
(2)层布钢纤维砼路面,其厚度比同条件下素砼路面厚度减薄约30%;缩缝间距可延长至15-20m。
(3)施工工艺简便易行,施工速度快。在养护和使用中未出现断板现象,缩缝也未明显拉开。
3、应用情况
层布式钢纤维砼路面已在湖北省恩施州(318国道)、湖北省红安(红熊路段)、河南平顶山(平东线柏楼大修段、平宝路姚孟大修段、程平路改善工程)等地进行了应用,用户满意,相应工程被评为优质工程。
4、效益分析
(1)经济效益分析
一般情况下,素砼路面造价为70元/m2。这样修筑上下层布钢纤维砼路面,每平方米造价可节约6.2元,12m宽路面,每公里可节约7.8万元,特别是对于砼路面造价较高的地区,修筑上下层布钢纤维砼路面效益显著。
另一方面,由于路面厚度减薄,搅拌运送砼数量减少27%,其施工速度加快,机具利用效率、施工效率提高。原素砼路面每天可施工130m;现上下层布钢纤维砼路面每天可施工200m。同时,由于缩缝间距延长3倍,又减少了锯缝工作量,节约了锯缝机具损耗。总之,在一般情况下,修筑上下层布钢纤维砼路面,每公里可降低造价7-8万元。
(2)社会效益分析
根据钢纤维对砼的增强改性机理,在素砼面板上下层布钢纤维后,其抗弯拉强度大幅提高,抗冲击、耐疲劳性能进一步改善,这将使砼路面使用性能改善,完好率提高,维修费用降低,并使砼路面使用寿命延长,其效益显著。
磷石膏改性二灰路面基层材料
1、项目简介
石灰粉煤灰稳定粒料基层具有长期强度高、抗裂性好的优点,而且能大量利用工业废 是一种具有较好技术经济性和生态环境效益的路面基层材料,也是我国当前采用的典型路面基层材料结构形式之一。但是其早期强度低、水稳性差、抗冲刷性差,严重影响了其施工进度与路面的早期使用性能,极大地阻碍了其推广应用。目前尚没有经济有效的方法解决其早强过低和路用性能的一些不足。
磷石膏是排放量大、分布广的工业废 我国每年排放量已达到2000万吨,利用率还不足10%, 膏的大量排放极大地污染了环境。 膏中有效成分(二水石膏)含量高,是火山灰反应良好的硫酸盐激发剂,并可以和石灰粉煤灰之间发生火山灰反应生成Aft,改善水化物组成和基层材料微观结构,产生一定的膨胀以补偿对基层材料的收缩。尽管国内外对 膏用于路面基层作了一些研究,但结果的规律性差,还远不能指导其在公路工程中的应用。
武汉理工大学与襄十高速公路指挥部通过联合攻关,形成了磷石膏改性二灰路面基层材料的成套技术,并在高等级公路工程中成功应用,取得了良好的技术经济效益。
2、适用范围与市场前景
磷石膏改性二灰路面基层材料的早期强度达到1.5MPa以上,长期强度达到16MPa,各项指标都优于传统的石灰—粉煤灰类路面基层材料,能满足各等级公路路面基层与底基层的质量标准,能广泛应用于高速公路、国道、省路的建设与各级路网改造项目。
我国近年来,高速公路建设规模不断扩大,路面基层每年的兴建量已经超过6亿m3。 膏改性二灰路面基层材料具有广阔的推广应用前景。
3、应用情况
磷石膏改性二灰路面基层材料,2002年在207国道襄樊宜城段得到了应用,每公里基层可节省成本8.9万元。
2003年3月在襄十高速公路路面底基层和下基层得到了推广应用,总计41.6公里,节省材料费用1044.2万元。
从应用的情况来看, 膏改性二灰和水泥稳定粒料的施工工艺相同,磷石膏二灰稳定粒料没有明显的结硬时间,施工方便,其早期强度高,28天强度和水泥稳定粒料相当,基层表面致密平整,具有较好的水稳性和抗冲刷性,几乎未见明显裂缝产生。
4、主要技术指标及产品规格
磷石膏改性二灰类路面基层材料分四个系列:
磷石膏改性二灰:可以用作低等级公路的基层和各等级公路的底基层。
磷石膏改性二灰稳定细粒土:可以用作低等级公路的基层和各等级公路的底基层。
磷石膏改性二灰稳定粒料土:可以用作各种等级公路的基层和底基层。
磷石膏改性二灰稳定粒状渣:可以用作各种等级公路的基层和底基层。
磷石膏改性二灰类路面基层材料和相同材料制备的二灰类路面基层材料相比7天强度明显提高50%以上,后期强度可以达到15MPa以上。水稳性和抗冲刷性根本改善,抗裂性也有大幅度增长。
5、效益分析
磷石膏改性二灰路面基层材料的使用可以产生如下经济效益:
(1)本材料含有20%以上的工业废弃物,且比重小,材料消耗量小,其使用可以节省大量的材料费用。
(2)本材料抗裂性好,可以节省大量的裂缝处置费用,并保证路面的长期使用性能。
(3)本材料大量使用工业固体废弃物,减少了排放企业的处置费用。
沥青路面防水抗油剂的研究与应用
本课题为 沥青路面水损害、油污染等问题,根据材料复合理论,采用单体乳液滴加法,研究制备了一种无色有机树脂沥青路面防水抗油剂,制备的树脂不仅与沥青混合料有良好的粘结性能,又能有效地防水防油。掺加渗透剂,能够使防水抗油剂具有良好的渗透性,使之渗入沥青面层内部起防水抗油的作用;掺加增粘剂,能够调节防水抗油剂的粘度,以适应不同空隙率路面的需求。本项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
新型沥青抗剥离剂
1、项目简介
本课题研制了新型沥青离剂XFST-1,并对掺加XFST-1新型沥青抗剥离剂后沥青及沥青混合料性能影响进行了一系列的室内试验,全面分析了掺加XFST-1新型沥青抗剥离剂后对沥青粘附性、耐久性及热稳定性和沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及耐久性的改善效果。同时与国内外使用较好的几种抗剥离剂进行了对比。结果表明,XFST-1新型沥青抗剥离剂沥青及沥青混合料性质有优良的改善效果,其某些性能明显优于国内外使用的抗剥离剂。本课题针对XFST-1新型沥青剥离剂,研究了不同集料、不同外掺量、不同沥青及沥青用量对混合料性质的影响,并提出了XFST-1型沥青抗剥离剂的最佳掺量及实际施工的掺加拌匀工艺,在此基础上,在湖北省襄樊市铺筑了试验路,对室内结果进行了验证,同时对施工工艺进行了探讨。
2、主要技术性能指标
(1)粘附性改善 从上级提高到五级以上;
(2)成本 低于进口同类产品50%,低于国内产品10%;
(3)抗冻融劈裂强度 提高25%;
(4)老化性能 超过国内外同类产品。
公路投资效益 分析系统
1、项目简介
该系统包括交通量 机模拟预测;路面状况 层次评价;路面性能灰色预测;车速分维几何分形预测;用户费用随机可靠度分析(运营费用、运行时间,事故风险费用);效益分析(系统动力学因果分析); 优选经济决策。
2、推广应用
为设计规划部门及投资者 出经济效益、社会效益和环境效益较好的投资方案,使运输道路建设资金的投入产出关系更具合理性、经济性。
交通建设项目水土保持检测方法研究
该项目从高速公路工程建设特点出发,创造性地确定了高速公路水土保持检测的点位布设、频率及方法。首次全面系统地研究了高速公路水土保持检测方法,提高了我国在公路工程水土保持检测方法方面的技术水平,总体上达到国内同类的领先水平。其中“流失面时段模数最大可能值实地监测”方法和“不同开工月份同雨季月份及大-暴雨月份的交叉次数”为依据确定水土保持监测频次达到国际先进水平,具有广泛的应用前景。2008年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
基于Web和GIS技术的鄂西交通建设信息集成及应用研究
该项目分析实现了多工程,多合同,多作业的统一 模式,通过建立分类存储公路建设 数据的业 统和远程数据传输系统,实现交通建设项目动态管理及分项工程所必要的作业数据动态管理的可视化。2008年通过湖北省交通厅组织的鉴定。
船舶、物流与水路交通技术
高速船舶设计制造技术
高速船舶是内河、湖泊、近海短途客货运输、旅游及边防公安巡检的主要交通工具,具有航速快、操纵灵活、噪音低、巡航性好等优点。武汉理工大学多年来从事各种型号的高速船舶研究,并建有教育部高速船舶重点实验室,建有:水动力性能及船型优化实验平台、轻型结构与制造技术实验平台、动力装置与推进系统实验平台。
我校控股的南华高速船舶工程有限公司已相继成功建造了各类高速船、巡逻船、旅游船及各类工程船。
造船设备----肋骨冷弯机
1、项目简介
新型“JXS型程控机械手肋骨冷弯机”和“SKJXS型数控控机械手肋骨冷弯机”,共有1000kN、1600kN、2500kN、3000kN、4000kN、5000kN、6000kN、7000kN、8000kN等九种型号,已为30多家船厂采用,现已出 韩国及越南的船厂。本设备机构合理,外形简洁灵巧,是我国目前唯一具有自主知识产权的、能加工“球扁钢”、“角钢”、“T”、“扁钢”、“圆钢”多种型材的系列肋骨冷弯设备。机器能进行自动和手动的 、反弯和S弯等多种弯制加工艺和 型材,且不产生明显的皱折、弯曲和倒边等缺陷。2006年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
2、“JXS型程控机械手肋骨冷弯机”的主要特点
(1)具有两个机械手臂,左右摆动进料和退料,同时进行垂向预弯和水平弯曲的三维弯曲及完成一系列复杂动作;并能对肋骨加工中的各种变形进行有效控制。
(2)一般只需一人协助吊装、一人进行操作,使用方便,加工效率高。
(3)本机设有进料和回弹的随动装置。使进料和回弹的操作更加方便。
“SKJXS型程控机械手肋骨冷弯机”的主要特点是:
1)数控肋骨冷弯机能正确进行送料、退料、弯曲、反变形及回弹和伸长量自动补偿和实时 等肋骨加工全过程的自动控制。同时也能方便的进行手动操作弯制肋骨。
2)机器具有消除肋骨“旁弯”的液压垂向预弯装置,人工设置反变形量,弯曲过程中自动操作执行,这是自动加工获得平整肋骨的必备功能。
3)具有“自动气动打印装置”,能在工件上直接打印出所需要的文字和任意标记的钢印图形(如工件号、水线、流水孔、切 等),自动进行准确号料。
4)控制系统功能强大、实时全闭环控制,具有学习和智能功能,与KCS公司的软件有良好接口。能完全满足船厂发展数字化造船生产发展的要求。
5)使用新的“大地检测装置”和先进的传感器,使机构简单可靠、检修方便,极大地方便了现场的操作。
3、应用情况
“机械手肋骨冷弯机”的用户
总序号
分序号
型号
使 用 单 位
时间
程控机械手肋骨冷弯机
1
1
JXS-100
海军4808船厂
2002
2
2
江南重工(集团)公司
2003
3
3
腾龙船厂
2005
4
4
辽宁长海县修造船厂
5
1
JXS-160
威海船厂
1998
6
2
海德船厂
2000
7
3
大鱼岛船厂
2001
8
4
江南重工(集团)公司
2002
9
5
武昌造船厂
10
6
江东船厂
2003
11
7
青山船厂
12
8
浙江东风船厂
2005
13
1
JXS-250
厦门造船厂
2000
14
2
BIMARSHIN(越南)
2004
15
3
海军4807船厂
2005
16
4
南通惠港造船有限公司
2006
17
1
JXS-300
辽宁宏冠船业有限公司
2006
18
2
Ben Thuy Shipyard(越南)
2007
19
1
JXS-400
山海关船厂
2004
20
2
扬州大洋船厂
21
3
舟山五洲船厂
22
4
浙江船厂
2005
23
5
国内贸易部口岸船厂
24
6
辽宁营口船舶工业有限公司
2006
25
7
天津新港船厂
26
8
SPP(韩国)
2007
27
9
江苏舜天造船有限公司
28
1
JXS-800
DSMC(韩国大宇海洋造船)
2006
数控机械手肋骨冷弯机
29
1
SKJXS-100
武汉理工大学
2004
30
1
SKJXS-300
江门南洋船舶工程有限公司
2005
31
2
辽河石油勘探局油建一公司
2006
32
1
SKJXS-400
韩通船舶重工有限公司
2005
33
2
江苏东方造船有限公司
2005
34
3
大连中远船务工程有限公司
2005
35
4
江苏熔盛重工集团有限公司
2006
36
1
SKJXS-500
渤海船舶重工有限 公司
2006
37
2
山东新船重工有限 公司
38
1
SKJXS-600
广州龙穴造船有限公司
2006
4、该机型拥有的专利与获奖
年 份
专 利 名 称
专利、获奖
专利申请号
1985
数控肋骨冷弯机的弦线测量法和检测机
获国家发明三等奖
1999
肋骨冷弯机自动控制用检测机构
ZL99245223.6
1999
肋骨冷弯机进料装置
ZL99245224.4
2002
肋骨冷弯机中机架的组合弯模装置
ZL02147887.2
2003
肋骨冷弯机垂向预弯装置
03118467.7
2004
肋骨冷弯机的嵌入式夹头弯模装置
200410013037.4
2004
一种数控肋骨冷弯机的检测机构
200420076966.5
40吨多用途港 座起重机及系列起重机
1、项目简介
港口门座起重机一直作为港 杂货装卸作业的主力机型。随着件杂货物装卸集装化的快速发展,港口迫切需求大吨位、多用途门座起重机,以适应在港 用码头进行集装箱和重大件货物的装卸作业。1992年我们在国内率先开发研制出了具有性能优良、适应性强、价格合理的40t多用途门座起重机。1993年该机正式投入使用,随后通过交通部的科技成果和新产品鉴定,并获得广西科技进步三等奖。该机自投入使用以来,得到了广大港口用户的一致好评和大范围推广。在对该机不断进行改进的同时,使产品的高科技含量不断提高。去年该机型被香港和记黄埔公司HIT码头选中,成为国内港机首次进入和黄码头的机型,现已正式投入使用,深受用户好评,并又取得了该公司新的订单。
2、主要技术指标及产品性能规格:
起重量:40T50T; 工作幅度:≤40M;
起升高度:≤28m(轨上) 工作速度:起升≤30m/min
变幅≤30m/min 回转≤1.5r/min 运行≤30m/min
控制方式:1)全交流变频调速PLC控制;
2)部分交流变频调整,PLC控制;
3)常规电阻,涡流调速,常规控制。
具体参数和技术指标可以根据实际要求 。
3、适用范围及市场前景
本产品主要适用于沿海及内河港口从事集装箱和重大件货物的装卸作业。随着中国入世后的快速发展,港口将会迎来一次飞跃性的发展,特别是集装箱的运量,将会成倍的大幅度增长,这将预示着本机型有良好的推广应用前景,同时也有很大的出 力。
4、应用情况
自正式投入使用以来,已由国内各厂家先后生产出不同参数的该类机型100多台。
5、系列起重机
(1)M100门座起重机 (2)MQ1033门座起重机
(3)MQ530新型港口门座起重机 (4)LMQ403522梁龙门起重机
(5)GFQ5-18浮式起重机 (6)QTS225型双壁高塔联合工作机
(7)集装箱龙门起重机
轮机综合实验室研制
该项目研制投资比实船少、函盖机舱绝大部分真实设备的陆地轮机综合实验室,对开展轮机工程领域的科学研究和培养适应远洋船舶机电一体化的轮机工程高级工程技术人才具有重要的意义。轮机综合实验室是依据《钢质海船入级与建造规范》并采用与实船相似的原则设计和建造的。实验室主要由船舶主推进系统、柴油机数字化监测与诊断系统、主机摇控系统、轴带发电机及全自动化电站、机舱CANBUS现场总线系统和集中监控系统组成。该项目于2005年通过湖北省科技厅组织的鉴定。
WMS-1型轮机模拟器
1、项目简介
该成果的主要特点在于: 经济、安全、能在仿真的环境下,实时地展现系统的运行状态,包括故障的发生和传播以及应急状态,从而有利于学员掌握系统原理和应变操作处理的能力; 能与国际惯例接轨。该成果获1996年交通部科技进步一等奖、1997年获国家科委等五部委颁发的“国家级新产品”证书、1998年获国家科技进步三等奖、2002年获湖北省科技成果推广二等奖。
2、应用情况
该成果已服务于社会,主要用户有:香港明华海事服务中心、舟山海运学校、广州海运集团培训中心、上海海运学校、长航职工大学、福建交通职业技术学院、集美大学、海军工程大学、湛江海洋大学等,取得了较大的经济效益和社会效益。
全任务大型船舶操纵摸拟器
1、项目简介
该模器有7个可视化视景通道,具有动态、 功能的270度三维视景空间,具有身临其境的船舶操纵环境。是目前具有国内一流水准的NT-PRO 4000型全任务大型船舶操纵摸拟器。
船舶驾驶仿真是采用计算机技术和多媒体技术,再结合驾驶舱内实际操作面板,来营造出类似于实际船舶驾驶舱的真实环境。培训人员从驾驶台向前看到的海面的情况实际是投影机投射的模拟视景,所听到的船舱的各种声音如机器噪声、汽笛 际是计算机音箱发出的。在驾驶台进行操作时,所看到的视景也根据情况发生变化。就象船员在实船上所感觉到的一样,船员在这种操纵中能获得类似于实船操纵的经验。
2、适用范围
全任务大型船舶操纵模拟器可仿真不同种类的船舶、不同国际海域和港口,具有雷达、电子海图、助航仪器、通信系统等组成的现代驾驶台综合船桥系统,提供不同船舶操纵实时仿真综合训练。该模拟器的建成对我院在培养高素质的航海人才、科研方面将起重大作用。
内河高速船新船型开发现 计方法研究
课题组基于NURBS和CAD技术,开发了高速排水型方尾船型设计方法及以总阻力最小为目标的船型优化算法;开发了 高速船舶定常、非定常兴波阻力
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