干硬性混凝土搅拌过程的高精度数字化建模与分析技术

2024/09/18
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项目计划总投入:500万元
奖励金额:面议
单位名称:福建泉工股份有限公司
所属领域:高端装备制造
技术需求类型:关键核心(共性)技术
期望合作方式:联合开发、授权委托
联系人:曾**
联系电话:13365980907

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项目需求说明

(1)项目背景与意义

干硬性混凝土制品作为一种具有高强度和密实性优良的材料,广泛应用于大型土木工程 中。然而,其原料搅拌过程存在诸多技术难题和发展瓶颈,如材料性能波动大、搅拌过程不 可见、混合均匀性难以保证等,严重制约了混凝土制品的质量和生产效率。因此,本项目旨 在通过高精度数字化建模与分析技术,优化干硬性混凝土的搅拌过程,提高制品质量,降低 生产成本,推动混凝土施工的数字化、智能化发展。

(2)具体技术难题或发展瓶颈

原料性能波动大:干硬性混凝土的原料如水泥品种和矿物组成,骨料、沙子等材料的湿 度、含泥量等性能波动较大,导致搅拌过程中混凝土的和易性、流动性等性能难以稳定控制, 影响最终制品的质量;

混合均匀性不足:传统的搅拌方式难以保证干硬性混凝土各组分的均匀混合,特别是在 低水灰比条件下,易产生局部干燥或过湿现象,影响制品的强度和耐久性。

数据孤岛现象严重:搅拌站各环节数据未能有效整合,导致生产管理、质量控制等方面 存在信息孤岛,难以实现高效管理。

(3)技术攻关方向

建立高精度数字化模型:基于离散元分析技术,建立干硬性混凝土搅拌过程的数字化模 型,实时监测原料性能、搅拌参数、混合均匀度等关键指标,实现搅拌过程的精准控制。

优化搅拌工艺:通过数字化分析,优化搅拌机的结构设计和搅拌参数设置,提高搅拌效 率和混合均匀性。同时,引入虚拟流变仪技术,监测混凝土的和易性、流动性等性能,确保 搅拌质量稳定可靠。

构建搅拌站虚拟分析平台:整合搅拌站各环节数据,建立智慧搅拌站系统,实现生产、 管理、服务的全面数字化和智能化。通过远程监控、智能调度等功能,提高生产效率和设备 利用率,降低运营成本。

(4)期望实现的主要技术指标参数

原料性能监测精度:实现对水泥、粗、细骨料等原料性能的数字化监测和智能分析,监 测精度达到±1%。

搅拌均匀性:确保干硬性混凝土各组分混合均匀,混合均匀性指数达到95%以上。

搅拌效率:通过优化搅拌工艺和智能调度,生产效率提高 15%以上,制品合格率提升至 95%以上。

系统稳定性:智慧搅拌站系统稳定运行时间不低于99%,故障响应时间不超过 1 小时。


现有基础条件情况

针对“干硬性混凝土搅拌过程的高精度数字化建模与分析技术 ”项目,项目组已具备 了一定的基础条件。目前,项目已初步启动,正处于需求分析与技术预研阶段。项目组已 组建了一支由材料科学、机械工程、计算机科学等多领域专家组成的跨学科研发团队,团 队成员共计 10 人,其中高级职称人员 3 名,确保了项目的技术实力与创新能力。

在资金投入方面,项目已获得初期研发资金 500 万元,用于支持技术调研、设备采购、 软件开发及人员培训等关键环节的开展。同时,项目组已采购了高性能计算机、数据采集 系统、湿度测量仪等关键仪器设备,为项目的数字化建模与数据分析提供了有力支撑。

此外,依托现有的混凝土搅拌试验站,该试验站配备了先进的搅拌设备、振动台及检 测仪器,能够满足干硬性混凝土搅拌过程的模拟试验与性能检测需求。试验室环境控制严 格,确保了试验数据的准确性与可靠性。


预期成果及经济社会生态效益

“干硬性混凝土搅拌过程的高精度数字化建模与分析技术 ”项目预期将实现搅拌过程的 精准控制与优化,显著提升干硬性混凝土制品的搅拌质量与生产效率。其预期成果将广泛应 用于桥梁、隧道、高层建筑等重大土木工程中,促进施工过程的数字化、智能化、精细化。

通过突破这一重大核心关键技术,不仅能够解决当前干硬性混凝土搅拌过程中存在的原 料性能波动大、混合均匀性不足、搅拌效率低等重大问题,还能推动混凝土搅拌行业的转型 升级,提升整个产业链的竞争力。该技术将引领混凝土搅拌设备向智能化、绿色化方向发展, 降低能耗与排放,符合可持续发展的要求。

经济社会生态效益方面,高精度数字化建模与分析技术的应用将显著提高混凝土制品的 合格率,减少因质量问题导致的返工与资源浪费,为企业节省成本,增加经济效益。同时, 该技术的推广还将促进相关产业的协同发展,带动上下游产业链的技术进步与产业升级。此 外,智能化搅拌设备的普及还将减少人工操作,降低劳动强度,提高施工安全性,为社会创 造更多的就业机会与福祉。


对技术难题解决应征方要求

(1)资质条件:应征方需具备相关领域的高新技术企业资质或科研机构认证,拥有丰富 的混凝土搅拌技术或数字化建模研究经验,能够证明其在该领域的专业性与实力。

(2)科研能力:要求应征方拥有强大的科研团队,成员需具备深厚的材料科学、机械工 程、计算机科学等跨学科背景,具备解决复杂技术难题的能力。同时,需有成功的类似项目 案例作为支撑。

(3)项目时限:为确保项目按时推进,应征方需承诺在合理的时间框架内完成技术攻关, 并明确各阶段的时间节点与交付成果。

(4)产权归属:项目合作期间产生的所有技术成果、知识产权等,其归属需明确界定。 原则上,双方共同研发的技术成果应共享产权,但具体细节需根据合作协议进一步商定。

(5)利益分配:根据项目贡献度、投入资源等因素,合理确定利益分配机制。应征方需 接受公平、透明的利益分配原则,确保双方合作关系的长期稳定与持续发展。


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