科研工作是很艱苦的,工程應用是很謹慎的,開發(fā)過程是十分漫長的。可不論研制過程多么繁瑣、工藝多么復雜,為確?!隘熜А憋@著,不敢有半點懈怠。中國建筑材料科學研究總院有限公司水泥科學與新型建筑材料研究院院長 文寨軍 受訪者供圖
6月28日,白鶴灘水電站迎來首批機組投產(chǎn)發(fā)電一周年。
白鶴灘水電站大壩是首次全壩使用低熱水泥的300米級特高拱壩。在低熱水泥出現(xiàn)并應用于全壩前,“無壩不裂”一直是回響在水電站建設者心頭的一道“魔咒”。
低熱水泥,全名為低熱硅酸鹽水泥,屬于特種水泥,是中國建筑材料科學研究總院有限公司(以下簡稱中國建材總院)水泥科學與新型建筑材料研究院(以下簡稱水泥新材院)院長文寨軍研究團隊的“代表作”。和普通水泥相比,它具有低熱、微膨脹、高抗裂、高耐久等優(yōu)點,各項性能全面優(yōu)于傳統(tǒng)中熱水泥混凝土,被譽為大壩“退燒藥”。
從青年階段研發(fā)低熱水泥、跑遍大江南北進行推廣,到如今作為管理者讓低熱水泥應用于重大項目……工作30年來,文寨軍在特種水泥研發(fā)領域不斷深耕,為國家水電工程構(gòu)筑起堅實的屏障。
白鶴灘水電站新華社記者 胡超攝
從零起步研制大壩“退燒藥”
1994年,舉世矚目的三峽工程正式開工。為了完成這一具有世界影響力的標志性工程,中國建材總院聯(lián)合中國長江三峽集團有限公司等單位,合力研發(fā)了具有微膨脹性能的中熱水泥,水泥質(zhì)量和性能均取得突破,助力三峽工程高質(zhì)量建設。
中熱水泥是當時國內(nèi)建設大型水電工程的主要基礎材料。由于混凝土體量龐大、散熱較慢,其積蓄的熱量會產(chǎn)生溫度應力,若溫度應力超過抗拉強度,大壩就可能開裂。通過材料創(chuàng)新有效降低水泥水化熱、提升水泥力學性能,是解決大壩混凝土溫度裂縫的重要技術路徑。
劉克忠、文寨軍、王晶等中國建材總院核心研究人員廣泛查閱國內(nèi)外文獻,希望通過反復試驗驗證、總結(jié)經(jīng)驗等方式,研發(fā)一種“超低水化熱”的水泥。
他們發(fā)現(xiàn),美國的胡佛大壩等工程使用了低熱水泥,較好地解決了大壩裂縫問題,但在這些工程中,低熱水泥早期強度偏低,需要與普通硅酸鹽水泥搭配使用,否則難以達到工程對于水泥性能和施工的要求。這極大地制約了低熱水泥的推廣應用。
若能解決低熱水泥早期強度偏低的問題,那么溫度裂縫、工程施工等問題是否就可迎刃而解了呢?自此,他們開始了低熱水泥的自主研發(fā)歷程。
“剛開始大家都不知道該怎么搞,只能不停地定方案、燒爐子、調(diào)配方,加班加點地進行試驗?!敝袊ú目傇航淌诠S華回憶道。
文寨軍將研制低熱水泥的過程,比喻為“熬制特殊中藥”:炮制雖繁必不敢省人工,品味雖貴必不敢減物力?!翱蒲泄ぷ魇呛芷D苦的,工程應用是很謹慎的,開發(fā)過程是十分漫長的??刹徽撗兄七^程多么繁瑣、工藝多么復雜,為確?!熜А@著,不敢有半點懈??;不論配方多么難求、藥材多么稀缺,為出珍品,不敢有半點吝嗇,要反復實驗、一直熬制?!彼f。
依托多個國家科技攻關項目,歷經(jīng)成百上千次試驗,文寨軍及其同事成功突破傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的組成限制,解決了高活性晶型貝利特礦物的穩(wěn)定和活化這一國際難題,攻克了低熱水泥穩(wěn)定制備技術,研制出了大壩“退燒藥”?!暗蜔崴啾戎袩崴嗟乃療峤档?0%,比普通水泥低30%?!蔽恼娊榻B道。
這一成果于1998年被試用在北京首都國際機場2號航站樓的建設工程中。隨后,他們還在其他工程試用了低熱水泥,為低熱水泥后續(xù)大規(guī)模應用積累了寶貴的工程數(shù)據(jù)。
文寨軍至今非常感慨:“低熱水泥‘誕生’于三峽工程。三峽工程完工還未蓄水時,站在大壩前,我仰望這個龐然大物,覺得人類非常渺小,可渺小的人類竟然能夠建造如此偉大的工程,更深感人類智慧的偉大?!?
2006年,“高性能低熱硅酸鹽水泥(高貝利特水泥)的制備技術及應用”獲得國家技術發(fā)明獎二等獎。
推廣“監(jiān)理”模式嚴把產(chǎn)品質(zhì)量
自2005年起,低熱水泥先后被用于大渡河沙坪、枕頭壩、深溪溝、猴子巖電站以及雅礱江錦屏官地等水電站的建設。近年來,涉及上千億投資、裝機容量加起來超過三峽工程的烏東德水電站和白鶴灘水電站,全壩都應用了低熱水泥。
“一個超級水電工程投資高達幾千億元,選用或更換一種原料非常難,必須經(jīng)過充分論證?!蔽恼娀貞浀?,有時候,他能在一個低熱水泥技術論證會上見到10多位院士,搞材料的、結(jié)構(gòu)的、溫控的專家都來了。
為了讓工程方應用低熱水泥,文寨軍跑遍大江南北推廣“監(jiān)理”模式——派技術人員進駐大型水電工程水泥供應商,解決特種低熱水泥在生產(chǎn)及應用中出現(xiàn)的技術問題,從細節(jié)和源頭入手,嚴格把控水泥質(zhì)量。
“重點工程用特種低熱水泥與普通水泥的制做方式是不同的。要保證工程不出問題,就要從細節(jié)抓起、從源頭抓起。只有這樣才有可能建造出‘無裂縫大壩’?!蔽恼姳硎荆氨O(jiān)理模式”打破了原有單一的技術合作模式,一方面確保了重大工程用水泥質(zhì)量,在水泥企業(yè)和工程之間架起了一座橋梁;另一方面發(fā)揮了他們的技術優(yōu)勢,豐富了業(yè)務合作模式,通過產(chǎn)學研用協(xié)同,彼此成就。
駐廠監(jiān)理長期駐守在水泥生產(chǎn)一線,沒有節(jié)假日。文寨軍十分理解一線工作人員的不易,到了春節(jié),為了讓駐廠員和家人團聚,他趕赴駐廠現(xiàn)場執(zhí)行監(jiān)理工作。
至今,中國建材總院教授劉云還記得文寨軍“沖”在前面的身影。“有年夏天,我們前往大崗山工地現(xiàn)場,途中遇到泥石流,車被堵在路上,整車人危在旦夕。是文寨軍帶領我們一起想辦法,才脫離了險境?!?
以身作則培養(yǎng)青年技術骨干
近年來,我國水電開發(fā)進一步向各流域上游推進,那里地質(zhì)條件復雜、山高坡陡、對外交通條件惡劣,而文寨軍總是主動帶隊去現(xiàn)場了解業(yè)主需求,鼓勵年輕人克服高原環(huán)境及交通條件差等各種困難。
這樣以身作則,是他培養(yǎng)青年技術骨干的重要方式。
“文院長能吃苦、下得了功夫。我們常晚上為了完成某項科研任務,加班加點。但即使我們加班到很晚,走的時候依然能看到文院長辦公室還亮著燈。經(jīng)年累月,很多的節(jié)假日,文院長都是在工作崗位上度過的,他用實際行動為我們上了最好的一課。”劉云說。
文寨軍的學生黃文說:“我以研究生身份剛進入特種水泥研發(fā)團隊時,由于方法掌握不好,常常事倍功半。文院長將這一切都看在眼里,常和我討論問題、引導我不斷嘗試?!?
此外,文寨軍還大力提拔年輕干部,給年輕人更多機會。對于年輕干部,剛開始大家還有些擔心:他們能否挑起大梁?“年輕人精力好,有沖勁、干勁,只要能包容失敗,再加上我們老同志保駕護航,出不了問題。”文寨軍說。
同時,文寨軍還用研發(fā)、推廣低熱水泥的經(jīng)驗,鼓勵遇到困難的青年科研人員?!暗蜔崴鄤傇囉脮r,應用效果不太好,我就根據(jù)工程反饋反復修改、反復完善。辦法總比困難多,一定要挺直腰桿往前走,昂首闊步向前沖?!彼f。
回首30年工作歷程,文寨軍說:“一輩子能做好低熱水泥研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化這件事,我很自豪。堅守是一件很難的事情,如果可以堅持一生,那將會是一個很了不起的成就?!?
未來,文寨軍將繼續(xù)積極與大型央企、研究院所談合作,推動性能更優(yōu)的低熱水泥大規(guī)模應用在川藏鐵路上。