1、课题实施的主要研发目标：

（1）形成装配式构件专用固废晶核早强剂低成本大规模制备技术传统无机早强剂存在耐久性风险；水化产物并不能完全填充孔隙，可能导致后期强度倒缩；有机早强剂由于分子结构不同，对水泥水化促进作用存在较大的差异，对水泥胶凝体系的适应性不足，导致在蒸养体系中早强效果有限；化学合成纳米材料（如纳米C-S-H凝胶、纳米SiO2等）在混凝土中分散性差，部分团聚（尺寸增大）导致其纳米效应降低，早强效果不稳定，且制备工艺导致成本较高。因此，急需开发一种装配式构件专用固废晶核早强剂低成本大规模制备技术,开发的晶核早强剂D50≤300nm，大幅提高固废掺量的同时保证混凝土的早期强度符合预制构件需求，大掺量固废胶凝材料体系蒸养强度提高50%。

（2）形成装配式构件专用超高活性掺合料多尺度活化关键技术攻克传统固体废弃物的超细化处理技术能耗高、效率低的技术瓶颈，实现纳微超细化颗粒的高效低能耗制备（D50≤2、5μm），同时实现浆料的高活性、高稳定和高流动性，超细固废浆料-水泥体系（40%掺量）蒸养8h强度与纯水泥体系基本持平，为提升装配式构件绿色制造水平提供关键材料。（3）提出绿色高性能装配式构件材料设计与制备系统技术建立装配式构件绿色复合胶凝材料的设计方法，系统评价不同环境中混凝土构件的服役性能，形成装配式混凝土构件专用胶凝材料制备技术，并建设1条装配式构件专用多尺度固废浆料生产示范线，形成工程应用。

2、研究与开发的具体内容：

（1）装配式构件专用超高活性掺合料多尺度活化关键技术研究研磨体物理化学性能及新型液相研磨介质对粒径分布的影响规律，设计高效、低能耗超细化新系统，实现超细化颗粒的高效低能耗制备；研究研磨介质、粒径分布、离子溶出对浆料的流变性能，设计并制备新型聚糖高分子，优化浆料流变特性，同步实现高流动性及高稳定性。

（2）装配式构件专用固废晶核早强剂低成本大规模制备技术研究化学改性机械力研磨系统参数对固废粒子结构与粒形参数等特征的影响规律；研究分散剂对固废晶核生长特性及热力学稳定性的影响，建立纳米尺度的水化产物调控方法；研究固废晶核对硅酸盐水泥水化进程及水化产物微结构的影响规律，提出装配式构件用超早强设计方法。

（3）基于多级水化调控的微结构缺陷修复技术研究原状固废对纳米晶核-活化固废-水泥三元体系水化产物及微结构缺陷的影响规律，建立基于多级水化调控的微结构缺陷修复方法；优化设计纳米晶核-活化固废-水泥三元体系，协同微结构缺陷修复与超早强结构形成，提出绿色装配式构件用胶凝材料体系设计方法。

（4）绿色高性能装配式构件材料设计与制备系统技术建立装配式构件绿色复合胶凝材料的设计方法，同时，系统评价不同环境中混凝土构件的服役性能；建立装配式混凝土构件专用胶凝材料制备技术，并建设1条装配式构件专用多尺度固废浆料生产示范线，形成工程应用。

3、课题的技术关键，包括技术难点、创新点：

（1）固废纳米晶核制备新技术发明集湍流强压解离、纳米粒子形态结构调控、高密度电荷反团聚于一体的液相研磨系统，利用固废湿磨高效制备纳米晶核，形成面向混凝土工业的纳米技术，为装配式构件胶凝材料超早强设计提供技术支撑。

（2）固废多尺度活化关键技术针对传统活化工艺效能低的技术瓶颈，发明集重力/流化耦合超细化、晶格高效解离、液相介质调控于一体的活化技术，高效制备固废高活性掺合料，为装配式构件胶凝材料绿色化制备提供技术支撑。

4、可能获得的成果和知识产权：

通过本课题研究，开发出装配式构件专用超高活性掺合料多尺度活化关键技术、固废晶核早强剂低成本大规模制备技术、基于多级水化调控的微结构缺陷修复技术，最终形成超早强高耐久绿色装配式构件专用胶凝材料体系开发与应用系统技术，建设1条装配式构件专用多尺度固废浆料生产示范线，形成工程应用，申请国家发明专利8~10项。

5、课题风险与不确定性：

课题实施所得到的各种新技术及新产品，可为我国装配式构件的绿色化发展提供保障，并可通过加强市场宣传，进一步提高市场接受能力。同时，为了减少市场风险，对于具有专利性质的技术，加强自主知识产权保护，维持相关产品的市场竞争力。课题总体风险低。

6、相关痛点与需求：

目前装配式构件混凝土材料设计与制备技术存在如下问题：一方面，胶凝材料中矿物掺合料等固体废弃物利用率不足20%（平均水平15%），远低于混凝土行业平均水平（30%），其材料体系的“绿色化”程度亟待提升；另一方面，热养护工艺及高水泥用量易引起构件热损伤及微结构缺陷，诱发工程结构耐久性问题，基于构件材料体系设计与绿色制备的基础理论与高性能化关键技术亟待突破。因此，迫切需要开发超早强高耐久绿色装配式构件专用胶凝材料体系开发与应用的系统技术，并建立相关生产与工程示范，引领我省装配式行业的绿色、高质量发展。