或許您還沒(méi)有注意到，我們?nèi)缃裨絹?lái)越多地生活在混凝土的世界里。留心觀察一下周圍，無(wú)論是道路、橋梁、大壩、港口還是管道、房屋，無(wú)不是混凝土的身影。作為用量最大的基本建筑材料之一，可以說(shuō)混凝土無(wú)處不在。據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，我國(guó)每年約有20億立方米混凝土用于工程建設(shè)?？梢哉f(shuō)，任何一個(gè)轟轟烈烈的建設(shè)工地，混凝土都是主角。
長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程、跨?？缃拇笮蜆蛄?、迅猛發(fā)展的高等級(jí)公路、國(guó)家高速鐵路網(wǎng)、大中型飛機(jī)場(chǎng)等都要求確保混凝土的安全性和長(zhǎng)壽命；人們也希望自己居住的房屋、行走的道路、使用的橋梁能長(zhǎng)久屹立，這些就是混凝土的耐久性能。作為混凝土工程技術(shù)研究人員，會(huì)對(duì)混凝土的使用壽命作出敏感而又迅速的反應(yīng)，而且會(huì)深入思考并提出相應(yīng)的研究課題。
中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)建材總院”）自1996年開始，在吳中偉院士、唐明述院士的指導(dǎo)下，在各部委和建材行業(yè)的支持下，組織國(guó)內(nèi)有優(yōu)勢(shì)的科研院所、大專院校和企業(yè)連續(xù)承擔(dān)國(guó)家“九五”、“十五”和“十一五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家973項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，對(duì)混凝土的耐久性及高性能混凝土技術(shù)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)10多年的科研和工程推廣應(yīng)用，不但取得了一大批成果服務(wù)于國(guó)家建設(shè)，而且形成了一支較高水平的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的科技隊(duì)伍。這支團(tuán)隊(duì)似乎整天生活在混凝土的世界里，他們眼中看到、耳中聽到、心中想到、嘴中談到的，無(wú)不與混凝土有關(guān)。譬如，看到墻上的地圖狀裂縫，就會(huì)說(shuō)，“這是不是堿-骨料反應(yīng)？”看到混凝土罐車開過(guò)，就會(huì)想，車?yán)镅b的應(yīng)該是高性能混凝土吧！得知三峽大壩高性能混凝土澆筑量一年超過(guò)500萬(wàn)立方米，則感到異常振奮,連新婚的祝福語(yǔ)都成了：“愿你們幸福的婚姻像高性能混凝土的耐久性一樣長(zhǎng)長(zhǎng)久久！”而看到一些橋梁倒塌、建筑物破壞的消息，則又憂心忡忡。只要獲悉有重要工程即將啟動(dòng)，他們馬上就與相關(guān)方聯(lián)系，積極爭(zhēng)取參與工程建設(shè)，把研究開發(fā)的成果應(yīng)用進(jìn)去。能夠聯(lián)系到工程應(yīng)用單位，是他們最高興的事情；能到工地現(xiàn)場(chǎng)，是最開心的事情！自高性能混凝土項(xiàng)目成果開發(fā)以來(lái)，已成功應(yīng)用到百余個(gè)工程中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
一、科學(xué)的決策 正確的引導(dǎo)
國(guó)際上高性能混凝土的研究始于20世紀(jì)90年代初。那時(shí)，國(guó)外發(fā)現(xiàn)大量建(構(gòu))筑工程因混凝土耐久性問(wèn)題而喪失使用功能，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，全世界每年用于工程修復(fù)和重建費(fèi)用高達(dá)數(shù)千億美元。發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開始投巨資開展研究一種以“提高混凝土的耐久性能”為主要核心的高性能混凝土技術(shù)，即大幅度提高混凝土抵抗各種侵蝕性氣體和液體腐蝕的能力。但是高性能混凝土的研究存在很大的困難：（1）混凝土耐久性研究是一個(gè)涉及很多方面的龐大話題，如抗凍性、鋼筋耐銹蝕性能、耐腐蝕性、抗裂性、抗堿-集料反應(yīng)性等方面，還需要結(jié)合實(shí)際工程受力進(jìn)行應(yīng)力耦合條件下復(fù)合破壞的研究；（2）混凝土耐久性實(shí)驗(yàn)缺少標(biāo)準(zhǔn)、方法；（3）混凝土耐久性實(shí)驗(yàn)需要長(zhǎng)期觀察和測(cè)試，耗時(shí)、耗力，需要大量資金。
上世紀(jì)90年代中期，原國(guó)家計(jì)委、科技部、國(guó)家自然基金委等部門通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國(guó)正處在高速發(fā)展時(shí)期，一批重點(diǎn)工程正在興建和籌劃，每年的混凝土用量越來(lái)越大，同樣存在著提高混凝土耐久性的重要性和緊迫性。在吳中偉院士、唐明述院士等水泥混凝土高層專家的呼吁下，在行業(yè)主管部門和科技人員的努力下，政府相關(guān)部門未雨綢繆，果斷投入資金支持科研單位和高等院校從事高性能混凝土的研究開發(fā)和工程應(yīng)用。
十幾年后再回首，我們深深感到這些有限經(jīng)費(fèi)的科研列題對(duì)引導(dǎo)高性能混凝土發(fā)展和應(yīng)用的重大意義。由于項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容和攻關(guān)目標(biāo)緊密聯(lián)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展所遇到的技術(shù)問(wèn)題，課題通過(guò)攻關(guān)，解決了一批技術(shù)難題，使得科研成果得到了很好的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，在多個(gè)重點(diǎn)工程中應(yīng)用，并且輻射到各行各業(yè)的混凝土施工中。這些項(xiàng)目的啟動(dòng)和實(shí)施，對(duì)引導(dǎo)高性能混凝土的發(fā)展和應(yīng)用，具有重大和深遠(yuǎn)的意義。如今，國(guó)家重大工程的耐久性已備受關(guān)注，成為基本要求。
二、艱苦的研究歷程 豐碩的研究成果
1996年，當(dāng)“重點(diǎn)工程混凝土安全性的研究”被列為國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目的消息公布時(shí)，整個(gè)水泥混凝土行業(yè)都轟動(dòng)了。這可是歷史上混凝土材料領(lǐng)域的第一個(gè)國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目！多少新老混凝土科技工作者為之感慨，國(guó)家開始高度重視混凝土材料的研究了！殷殷希望，行業(yè)重托。作為項(xiàng)目牽頭組織單位，中國(guó)建材總院深切感受到了肩負(fù)的神圣責(zé)任和沉重壓力。并在隨后的5年里，在原國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科技部領(lǐng)導(dǎo)下，由原國(guó)家建材局組織、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院牽頭，組織國(guó)內(nèi)相關(guān)科研院所、大專院校開展了跨部門、跨行業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)，項(xiàng)目從材料的角度，針對(duì)影響混凝土耐久性的主要因素：抗堿-集料反應(yīng)性、耐腐蝕性、抗凍性、耐鋼筋銹蝕等設(shè)立了三大課題，10個(gè)專題，30余個(gè)子題，進(jìn)行了全面、深入、系統(tǒng)的研究。參加單位有南京化工大學(xué)、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、武漢理工大學(xué)、北京科技大學(xué)、中國(guó)建筑科學(xué)研究院、蘇州混凝土水泥制品研究院、上海同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)等。該項(xiàng)目在吳中偉院士、唐明述院士等老一輩科學(xué)家的關(guān)懷指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)百余名全體項(xiàng)目人員的努力，取得了大量成果，在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了較大影響。項(xiàng)目通過(guò)建立新方法、新規(guī)范，研究新材料、新工藝，建立專家系統(tǒng)，彌補(bǔ)了我國(guó)在這方面的薄弱環(huán)節(jié)，推動(dòng)了水泥混凝土材料學(xué)科和相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)攻關(guān)，為重點(diǎn)工程提供了一批新材料和新技術(shù)，項(xiàng)目的科研成果直接為重點(diǎn)工程服務(wù)。
項(xiàng)目在驗(yàn)收和鑒定時(shí)，專家們認(rèn)為各專題圓滿完成合同規(guī)定的各項(xiàng)措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，關(guān)鍵技術(shù)有重大突破，科技成果重大，成果轉(zhuǎn)化效果顯著，產(chǎn)業(yè)化前景好，研究成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。通過(guò)該項(xiàng)目的研究，在本領(lǐng)域的多項(xiàng)理論研究上取得了重大突破和創(chuàng)新，如混凝土堿-集料反應(yīng)原理和分析方法、混凝土抗除冰鹽剝蝕機(jī)理、荷載和凍融雙重疲勞作用下混凝土的抗凍性等，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，項(xiàng)目發(fā)表論文200余篇，部分論文在國(guó)際會(huì)議和國(guó)外刊物發(fā)表。利用研究成果制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方法、技術(shù)條件16項(xiàng)。項(xiàng)目建成相關(guān)生產(chǎn)線11條，有22個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，形成了一定的生產(chǎn)能力。全部項(xiàng)目成果在80多個(gè)工程中應(yīng)用和實(shí)施。取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，也形成了一支行業(yè)的隊(duì)伍，培養(yǎng)了一大批人才，有大量的科研人員由于此項(xiàng)目的出色工作破格提升為高級(jí)工程師、副教授、教授、博士生導(dǎo)師等，為本研究領(lǐng)域培養(yǎng)了一批新人。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，為我國(guó)重點(diǎn)工程提供了一批新理論、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新成果，對(duì)保證我國(guó)重點(diǎn)工程混凝土的安全性起到了一定的作用。同時(shí)，本項(xiàng)目的設(shè)立和研究產(chǎn)生了較大的社會(huì)效益，引起了業(yè)內(nèi)外人士對(duì)重點(diǎn)工程混凝土安全性、耐久性的進(jìn)一步重視，在此期間，朱總理對(duì)三峽的指示“千年大計(jì)，國(guó)運(yùn)所系”，正是本項(xiàng)目的指導(dǎo)思想。在本項(xiàng)目結(jié)束后，其成果將繼續(xù)在各類工程中推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的效益。
進(jìn)入“十五”，國(guó)家對(duì)混凝土耐久性的研究工作繼續(xù)給予高度重視，并設(shè)立了科技攻關(guān)項(xiàng)目“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”，繼續(xù)由中國(guó)建材總院牽頭負(fù)責(zé)。中國(guó)建材總院在完善“九五”已有成果的基礎(chǔ)上，基于材料科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展和工程建設(shè)需要，針對(duì)新型高性能混凝土、高性能輕骨料混凝土集中力量開展研究，取得了又一批新成果。
中國(guó)建材總院還組織了兩個(gè)國(guó)家“973”項(xiàng)目的申報(bào)和實(shí)施。建材行業(yè)從“九五”開始就組織申請(qǐng)水泥方向的國(guó)家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，試圖通過(guò)解決水泥制備和應(yīng)用中的科學(xué)問(wèn)題，改善水泥性能，為高性能混凝土提供優(yōu)質(zhì)膠凝材料，同時(shí)為改變水泥行業(yè)資源能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重的狀況提供理論和技術(shù)支撐。經(jīng)過(guò)行業(yè)優(yōu)勢(shì)單位4年的3次聯(lián)合申報(bào)，在中國(guó)建材總院、南京工業(yè)大學(xué)、武漢理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等院校的不懈努力下，“高性能水泥制備和應(yīng)用的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目終于在2001年獲得批準(zhǔn)，使建材行業(yè)站到了科學(xué)研究的新高度，實(shí)現(xiàn)了重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目零的突破。如今，圍繞提高水泥性能和節(jié)能減排的第二個(gè)水泥方向的“973”項(xiàng)目“水泥低能耗制備與高效應(yīng)用的基礎(chǔ)研究”又獲批準(zhǔn)，已經(jīng)開始實(shí)施。
進(jìn)入“十一五”，唐明述院士鼓勵(lì)我們把前期取得的高性能混凝土技術(shù)應(yīng)用到公路中，國(guó)家設(shè)立了科技支撐項(xiàng)目“高性能道路水泥混凝土路面關(guān)鍵技術(shù)”，繼續(xù)由中國(guó)建材總院牽頭負(fù)責(zé)，應(yīng)用現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土技術(shù)、彈性混凝土技術(shù)、輕集料混凝土技術(shù)，結(jié)合路用特點(diǎn)，形成新型水泥混凝土路面施工技術(shù)，解決水泥混凝土路面承載力不足、壽命短、行車舒適性差的問(wèn)題，全面提升我國(guó)公路水泥混凝土路面的質(zhì)量。
在長(zhǎng)達(dá)15年的時(shí)間里，行業(yè)內(nèi)外有幾百名大專院校、科研院所和企業(yè)的科技工作者參加了上述項(xiàng)目的研究和推廣工作，經(jīng)歷了艱辛的研究探索過(guò)程，也經(jīng)歷了成長(zhǎng)和成功的歡樂(lè)。不同于一般的室內(nèi)科學(xué)試驗(yàn)，混凝土耐久性試驗(yàn)大都是在高溫、高濕、化學(xué)腐蝕等特殊嚴(yán)酷試驗(yàn)條件下進(jìn)行的，混凝土工程施工現(xiàn)場(chǎng)的工作和生活條件相當(dāng)艱苦。為了保證研究設(shè)計(jì)的混凝土配制技術(shù)路線在工程中得以正確應(yīng)用，科研人員深入工程一線具體指導(dǎo)和親自實(shí)踐，確保了國(guó)家重點(diǎn)工程的質(zhì)量。
最難忘，已故的吳中偉院士在癌癥手術(shù)后，還在筆者的陪同下考察工程，關(guān)心著重大工程的耐久性；已故袁潤(rùn)章教授為“973”項(xiàng)目立項(xiàng)的科學(xué)問(wèn)題和弟子們經(jīng)常討論到深夜；已故李金鈺教授抱病工作在三峽工地上；還有陳益民教授......他們?yōu)槲覈?guó)的水泥混凝土事業(yè)貢獻(xiàn)了全部的智慧和畢生的精力，我們永遠(yuǎn)緬懷他們！
混凝土耐久性的研究工作是艱苦的、乏味的，但我們時(shí)時(shí)會(huì)得到老專家的鼓勵(lì)和指教。唐明述院士經(jīng)常給我們提出研究的新思路、新要求，一有機(jī)會(huì)就了解項(xiàng)目進(jìn)展情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)指導(dǎo)，把握方向；孫偉院士幾十年如一日，辛勤耕耘在這片她熱愛(ài)的土地上，帶領(lǐng)她的團(tuán)隊(duì)不斷進(jìn)取，成績(jī)斐然，當(dāng)她站在國(guó)際講壇上時(shí)，臉上露出了我們中國(guó)科學(xué)家成功的自豪；黃大能教授已過(guò)90高齡，還經(jīng)常問(wèn)及高性能混凝土的研究進(jìn)展。
工程技術(shù)人員在項(xiàng)目實(shí)施中不怕困難，以苦為樂(lè)。一位工程師為尋找典型的活性骨料作對(duì)比試驗(yàn)，翻山越嶺，磨穿了幾雙鞋；一位教授為了完成防止鋼筋銹蝕工程，在直不起腰的橋下連續(xù)工作幾小時(shí)；一位研究生去青藏鐵路取樣品，被風(fēng)雪困在唐古拉山，當(dāng)他在一個(gè)小站吃到一碗熱面時(shí)，他說(shuō)：“這是我吃過(guò)的最好吃的面！”；一位老教授不顧年長(zhǎng)，帶領(lǐng)自己的團(tuán)隊(duì)，冒著黑龍江深冬的冰雪嚴(yán)寒，在同三高等級(jí)公路上進(jìn)行混凝土路面的鹽凍實(shí)驗(yàn)；幾位工程技術(shù)人員用研制的修補(bǔ)劑為損壞的軍港碼頭做修補(bǔ)，險(xiǎn)些被漲起的海潮困在下面，但當(dāng)看到潮水退去，修補(bǔ)處的材料依然還在時(shí)，他們露出了笑容?！ ?
此類事例，不勝枚舉。一次次的艱苦試驗(yàn)，一場(chǎng)場(chǎng)的激烈研討，一夜夜的燈下奮筆，一項(xiàng)項(xiàng)的大型工程應(yīng)用......，如今都成為大家難忘而美好的回憶。
功夫不負(fù)有心人。經(jīng)過(guò)10多年的辛勤積累，上百名科技工作者的汗水和智慧結(jié)出了豐碩之果——我國(guó)已擁有一批高性能混凝土技術(shù)。如今，我國(guó)在新型膠凝材料研制、高強(qiáng)度等級(jí)高性能混凝土配制、中等強(qiáng)度等級(jí)混凝土高性能化技術(shù)、新型混凝土外加劑生產(chǎn)技術(shù)、應(yīng)力狀態(tài)下混凝土耐久性能的研究、混凝土裂縫控制技術(shù)等方面都居于國(guó)際先進(jìn)水平。在上述項(xiàng)目中，通過(guò)系統(tǒng)的科研工作，闡明了高性能混凝土原材料選擇的依據(jù)，提出了許多新的試驗(yàn)方法，研發(fā)了系列新材料，建立了一批科學(xué)試驗(yàn)的研究基地和穩(wěn)定的原料基地，滿足了我國(guó)各行業(yè)對(duì)高性能混凝土的需要。與此同時(shí)，國(guó)家對(duì)項(xiàng)目的支持，也吸引和留住一批科技人才潛心致力于高性能混凝土技術(shù)的研究開發(fā)工作。如今，中國(guó)的高性能混凝土研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成為國(guó)際上在本領(lǐng)域中研究最為活躍、建樹最為豐碩的團(tuán)隊(duì)！
辛勤耕耘，終有收獲。2004年，“混凝土耐久性關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用”獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，高性能混凝土技術(shù)也成為建設(shè)部建筑新技術(shù)促進(jìn)應(yīng)用辦公室向全國(guó)建筑業(yè)推廣的10項(xiàng)新技術(shù)之一。
三、成果的迅速轉(zhuǎn)化 大量的工程應(yīng)用
高性能混凝土技術(shù)的系統(tǒng)研究，為我國(guó)重點(diǎn)工程提供了一批新理論、新技術(shù)、新成果，利用研究成果制定了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方法、技術(shù)條件。在重點(diǎn)工程中應(yīng)用高性能混凝土已成為工程界的要求。舉世矚目的三峽工程、青藏鐵路、南水北調(diào)、田灣核電站、首都機(jī)場(chǎng)新航站樓、向家壩水電站、三門核電工程、南京地下鐵道工程、渝懷鐵路重慶嘉陵大橋、武漢長(zhǎng)江一橋、武漢長(zhǎng)江二橋等100多個(gè)工程的建設(shè)，無(wú)不有項(xiàng)目成果的強(qiáng)有力技術(shù)支持。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高性能混凝土研究項(xiàng)目所開發(fā)的成果產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)億元，間接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)百億元。僅舉幾例應(yīng)用成果為證。
1.實(shí)施對(duì)三峽大壩水泥駐廠質(zhì)量監(jiān)造和監(jiān)測(cè)11年，確保了三峽大壩水泥質(zhì)量
三峽工程是當(dāng)前世界上最大的水電工程，為世界矚目。該工程澆注大體積混凝土約2300萬(wàn)立方米，用中熱水泥450余萬(wàn)噸。三峽工程的混凝土澆注量大、進(jìn)度快、質(zhì)量要求高為其施工的主要特點(diǎn)。
要保證三峽工程大體積混凝土構(gòu)筑物的高質(zhì)量，混凝土所用材料中最關(guān)鍵的材料，當(dāng)屬中熱水泥。為此，中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程開發(fā)總公司設(shè)備物資部與中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院簽署了中熱水泥質(zhì)量控制合同，由該院對(duì)供應(yīng)三峽大壩中熱水泥的三個(gè)主供廠生產(chǎn)的中熱水泥生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行駐廠質(zhì)量監(jiān)造和時(shí)時(shí)駐廠監(jiān)測(cè)，以保證三峽工程用中熱水泥的高質(zhì)量和質(zhì)量穩(wěn)定。
中國(guó)建材總院以對(duì)高性能水泥混凝土研究成果和多年水泥混凝土技術(shù)的積累為基礎(chǔ)，針對(duì)三峽工程的具體要求，組織院內(nèi)專家和三峽公司的技術(shù)人員一起，為三峽工程專門制定了《中熱水泥生產(chǎn)監(jiān)理實(shí)施細(xì)則》、《中熱水泥駐廠監(jiān)測(cè)工作作業(yè)指導(dǎo)書》等，并組織完成《中熱硅酸鹽水泥專用標(biāo)準(zhǔn)樣品》的研制工作，保證了駐廠監(jiān)理和監(jiān)測(cè)工作的順利實(shí)施。
自1998年5月至今，中國(guó)建材總院派員駐廠對(duì)中熱水泥的敏感性指標(biāo)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，1999年5月為了加強(qiáng)對(duì)中熱水泥生產(chǎn)全過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控，中國(guó)建材總院又派出了對(duì)掌握中熱水泥的生產(chǎn)工藝最具權(quán)威性的技術(shù)人員駐廠監(jiān)理生產(chǎn)全過(guò)程。從而形成了廠家和駐廠監(jiān)測(cè)監(jiān)理對(duì)水泥質(zhì)量的雙保險(xiǎn)。11年來(lái)，監(jiān)造中熱水泥450余萬(wàn)噸。
經(jīng)工程實(shí)測(cè)，混凝土實(shí)際標(biāo)號(hào)完全達(dá)到要求，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較大；混凝土自身體積變形多呈正值；混凝土絕熱溫升完全滿足設(shè)計(jì)溫控要求。國(guó)務(wù)院三峽工程質(zhì)量檢查組認(rèn)為混凝土原材料質(zhì)量?jī)?yōu)良，控制嚴(yán)格，水泥完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及三峽工程的特殊要求。中國(guó)建材總院依靠自身的科技實(shí)力和長(zhǎng)期積累的科技成果服務(wù)國(guó)家重大工程，為保證用于大壩的2300萬(wàn)立方米混凝土的質(zhì)量、為舉世矚目的三峽工程做出了重要貢獻(xiàn)！
11年，4000多個(gè)日日夜夜，中國(guó)建材總院的一批科技人員、質(zhì)檢工作者工作在水泥主供廠里、三峽大壩的工地上，灑下了多少汗水，也流下過(guò)幸福的淚水，張張自豪的笑臉后有多少動(dòng)人的故事，可寫出多少美麗的篇章！
中國(guó)建材總院的這一舉措，開辟了材料監(jiān)理進(jìn)入工程的先河，被譽(yù)為“三峽模式”，得到了國(guó)務(wù)院三峽工程質(zhì)量檢查組的充分肯定，并建議向國(guó)內(nèi)有關(guān)單位推廣。目前該模式已用于三峽總公司正在建設(shè)的溪洛渡水電工程和鐵道系統(tǒng)重大工程京滬高速鐵路項(xiàng)目。
2.高性能混凝土技術(shù)解決青藏鐵路工程混凝土堿-骨料反應(yīng)安全性難題
青藏鐵路是建設(shè)難度最大的重大工程。青藏鐵路工程在施工沿線選用砂、石，不可避免地使用了某些具有潛在堿活性的骨料，工程建設(shè)方也采取了一些抑制堿-骨料反應(yīng)的措施，例如限制混凝土的堿含量、摻加抑制堿-骨料反應(yīng)作用的專用外加劑等，但這些措施的效果如何，則無(wú)法判斷。如果無(wú)效，則可能發(fā)生混凝土“癌癥”，引起整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。因此，準(zhǔn)確鑒別已經(jīng)使用的砂、石骨料的堿活性程度，并科學(xué)判斷采取的抑制措施是否可靠，就成為整個(gè)工程是否合格的關(guān)鍵。
受青藏鐵路總指揮部委托，中國(guó)建材總院利用“九五”和“十五”攻關(guān)取得的堿-骨料反應(yīng)方面的研究成果，成功解決了上述兩大世界性難題。技術(shù)人員首先冒著高原缺氧、嚴(yán)寒和強(qiáng)烈紫外線照射的危險(xiǎn)，采集了從格爾木到拉薩青藏鐵路建設(shè)使用的全部79個(gè)骨料樣本，采用骨料堿活性綜合判定法，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)和分析，準(zhǔn)確完成了青藏鐵路骨料堿活性普查工作，證實(shí)青藏鐵路所用骨料中沒(méi)有蛋白石等高活性成分，只有少量的次活性成分玉髓、微晶質(zhì)至隱晶質(zhì)石英、波狀消光石英等組分，建立巖相檢驗(yàn)骨料的礦物組成及活性礦物含量與最終堿活性的定量關(guān)系。隨后，又利用攻關(guān)項(xiàng)目取得的國(guó)際先進(jìn)成果，完成了《青藏鐵路混凝土摻合料抑制堿-硅酸反應(yīng)效能評(píng)估方法》，該方法按實(shí)際工程配合比，進(jìn)行小混凝土柱的快速試驗(yàn)。用這種方法評(píng)估后證實(shí)，青藏鐵路工程采取的摻合料抑制堿-骨料反應(yīng)的措施是有效的，工程發(fā)生高活性堿-骨料反應(yīng)破壞的可能性微乎其微，總體堿-骨料反應(yīng)安全性完全可以令人放心。富有成效的工作認(rèn)定了青藏鐵路全線混凝土堿-集料反應(yīng)的安全性。此項(xiàng)工作得到了我國(guó)堿-集料反應(yīng)專家唐明述院士的支持和認(rèn)可。
3.高早強(qiáng)抗裂高性能混凝土技術(shù)不斷延伸特殊鑿井的深度
凍結(jié)法鑿井是我國(guó)穿過(guò)深厚沖積層鑿井最主要的特殊施工方法。20世紀(jì)，凍結(jié)立井井筒穿過(guò)的沖積層最大厚度為374.5米，凍結(jié)最大深度為435米。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)煤炭基本建設(shè)迎來(lái)了一個(gè)新高潮，立井穿過(guò)的沖積層厚度和凍結(jié)深度達(dá)到了一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。由于地壓、凍結(jié)壓力和水壓的增大，要求加大井壁厚度和混凝土標(biāo)號(hào)，造成施工速度慢，建井費(fèi)用高，井壁壓壞、開裂和透水的機(jī)率增多，常規(guī)的雙層現(xiàn)澆鋼筋混凝土井壁已無(wú)法達(dá)到深凍結(jié)井的需要。
中國(guó)建材總院與煤炭科學(xué)研究總院建井分院合作利用“九五”和“十五”項(xiàng)目成果——高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)把混凝土標(biāo)號(hào)由c50逐步提高至c60、c70、c80、c90，能較全面地適應(yīng)深厚沖積層凍結(jié)段內(nèi)、外層井壁筑壁的需要，解決了大于500米沖積層深凍結(jié)井筑壁技術(shù)難題。根據(jù)礦井的特點(diǎn)，研發(fā)了專用的早強(qiáng)減水劑和防裂密實(shí)劑，采用多種液體高效減水劑與粉煤灰、磨細(xì)礦渣等礦物外摻料優(yōu)化組合的雙摻技術(shù)，分別配制了凍結(jié)段外層井壁c40~c90低水化熱早強(qiáng)密實(shí)高性能混凝土和c40~c90低水化熱防裂密實(shí)高性能混凝土。與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)對(duì)比，研制的抗裂高性能混凝土具有強(qiáng)度高；工作性能好，便于施工；密實(shí)性好，耐腐蝕性好；費(fèi)用低，每立方米節(jié)省材料費(fèi)30%左右等特點(diǎn)。
研究成果在河南焦作礦區(qū)、泉店礦井和吳桂橋礦井等近20個(gè)礦井成功應(yīng)用，混凝土總量達(dá)到216520立方米，通過(guò)節(jié)約材料降低直接成本、提高混凝土標(biāo)號(hào)減薄井壁厚度減少投資、節(jié)省工期、減少貸款利息等共節(jié)約費(fèi)用億元以上，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。
4.用超早強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)制作替代德國(guó)技術(shù)的高速鐵路無(wú)砟軌道板
高速鐵路是我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃和拉動(dòng)內(nèi)需項(xiàng)目的重點(diǎn)建設(shè)工程。無(wú)砟軌道技術(shù)是高速鐵路的關(guān)鍵。無(wú)砟軌道具有平順性高、剛度均勻性好、軌道幾何形位能持久保持、維修工作量顯著減少等特點(diǎn)，列車在上面行駛速度更快，更平穩(wěn)。京津客運(yùn)專線引進(jìn)采用德國(guó)博格公司無(wú)砟軌道技術(shù)，該技術(shù)中的軌道板（以下稱博格板）為工廠預(yù)制，其質(zhì)量容易控制，現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工量少，施工進(jìn)度較快，道床外表美觀。但是德國(guó)技術(shù)采用超細(xì)水泥方案配制混凝土，以保證在水灰比為0.4的條件下達(dá)到16小時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度大于48兆帕的技術(shù)指標(biāo)。超細(xì)水泥需要特殊磨細(xì)加工，生產(chǎn)效率低，耗費(fèi)能量。采用超細(xì)水泥配制博格板用超早強(qiáng)混凝土，在實(shí)際生產(chǎn)中還存在價(jià)格高、潛在供應(yīng)不足等問(wèn)題。
為了滿足高速鐵路建設(shè)的要求，鐵道部科技司在2007年設(shè)立重大科研項(xiàng)目“無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)混凝土材料的試驗(yàn)研究-b”（2007g044-l-2），委托中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院牽頭對(duì)以博格板為代表的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)混凝土材料進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)研究。總院聯(lián)合鐵道科學(xué)研究院、中鐵豐橋橋梁有限公司、中鐵十七局集團(tuán)、中鐵十四局集團(tuán)等單位一起進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，采用國(guó)產(chǎn)硅酸鹽水泥或普硅水泥代替德國(guó)技術(shù)中的超細(xì)水泥，自主研發(fā)了配套材料早強(qiáng)型聚羧酸鹽高性能減水劑和早強(qiáng)型礦物摻合料，解決了生產(chǎn)工藝條件下混凝土16小時(shí)脫模強(qiáng)度不小于48兆帕這個(gè)難題。配制的無(wú)砟軌道混凝土滿足德國(guó)博格板技術(shù)要求，拌合物性能、耐久性能及其他力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。新技術(shù)混凝土原材料成本比德國(guó)技術(shù)下降30%左右，降低了軌道板的生產(chǎn)成本，具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。研究成果用于兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的編寫，申請(qǐng)發(fā)明專利4項(xiàng)。截止到2009年5月，項(xiàng)目技術(shù)成果已經(jīng)為武廣客運(yùn)專線試驗(yàn)段和京滬高速鐵路生產(chǎn)無(wú)砟軌道板14000塊，直接節(jié)約混凝土原材料成本1000萬(wàn)元左右。
項(xiàng)目研究成果創(chuàng)新、配套，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速鐵路無(wú)砟軌道板混凝土技術(shù)新方案，既可節(jié)約全套技術(shù)引進(jìn)所需的巨額費(fèi)用，還可針對(duì)鐵路沿線環(huán)境特點(diǎn)和原材料情況進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和選取原材料，降低工程造價(jià)，滿足了我國(guó)高速鐵路建設(shè)的重大需求，潛在經(jīng)濟(jì)效益巨大。
四、結(jié)語(yǔ)
10多年來(lái)，我國(guó)高性能混凝土技術(shù)的研究推廣過(guò)程，始終得到了行業(yè)內(nèi)院士、老專家的指導(dǎo)和支持，我們會(huì)永遠(yuǎn)心存感激。我們的機(jī)遇也讓他們羨慕，有位老混凝土專家感慨地說(shuō)：“你們這批科技工作者生活在一個(gè)好的年代——國(guó)家大規(guī)?；窘ㄔO(shè)要持續(xù)20年，你們可以大有作為；20年后大量建筑物又要維修和重建，你們又可以大干20年！”前者，我們感到天地廣闊，責(zé)任重大，但如果后者成為現(xiàn)實(shí)，我們將會(huì)感到無(wú)比羞愧！
一直指導(dǎo)我國(guó)高性能混凝土技術(shù)研究進(jìn)展的中國(guó)工程院院士唐明述教授寄語(yǔ)我們：“我希望年輕一代的科技人員繼續(xù)創(chuàng)新，帶動(dòng)高性能混凝土的深入研究和廣泛應(yīng)用，把我國(guó)重點(diǎn)工程壽命延長(zhǎng)到百年以上，造福子孫后代?！?
我國(guó)正處于大規(guī)模的建設(shè)時(shí)期，基本建設(shè)需要高性能混凝土技術(shù)的支撐。我們將繼續(xù)遨游在硅酸鹽的海洋中，穿梭在混凝土的叢林間。千年大計(jì)，國(guó)運(yùn)所系，我們要讓自己親手建設(shè)的工程保持百年、千年，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的和諧社會(huì)做出我們的貢獻(xiàn)！
在土建工程中，混凝土是用途最廣、用量最大的建筑材料之一。近百年來(lái)，混凝土強(qiáng)度的不斷提高成為它主要的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)達(dá)國(guó)家越來(lái)越多地使用50mpa以上的高強(qiáng)混凝土。有些遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的專家考慮到某些工程的需要，在提出高強(qiáng)度的同時(shí)，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。
高性能混凝土具有豐富的技術(shù)內(nèi)容，盡管同業(yè)對(duì)高性能混凝土有不同的定義和解釋，但彼此均認(rèn)為高性能混凝土的基本特征是按耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證拌和物易于澆筑和密實(shí)成型，不發(fā)生或盡量少發(fā)生由溫度和收縮產(chǎn)生的裂縫，硬化后有足夠的強(qiáng)度，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)合理而有低滲透性和高抗化學(xué)侵蝕性。
基于上述特點(diǎn)，高性能混凝土成為我國(guó)近期混凝土技術(shù)的主要發(fā)展方向。
高性能混凝土的核心是保證耐久性。耐久性對(duì)工程量浩大的混凝土工程來(lái)說(shuō)意義非常重要，若耐久性不足，將會(huì)產(chǎn)生極嚴(yán)重的后果，甚至對(duì)未來(lái)社會(huì)造成極為沉重的負(fù)擔(dān)。據(jù)美國(guó)一項(xiàng)調(diào)查顯示，美國(guó)的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程總價(jià)值約為6萬(wàn)億美元，每年所需維修費(fèi)或重建費(fèi)約為3千億美元。美國(guó)50萬(wàn)座公路橋梁中20萬(wàn)座已有損壞，平均每年有150~200座橋梁部分或完全坍塌，壽命不足20年；美國(guó)共建有混凝土水壩3000座，平均壽命30年，其中32%的水壩年久失修；而對(duì)二戰(zhàn)前后興建的混凝土工程，在使用30~50年后進(jìn)行加固維修所投入的費(fèi)用，約占建設(shè)總投資的40%~50%?；乜粗袊?guó)，我國(guó)50年代所建設(shè)的混凝土工程已使用40余年。如果平均壽命按30~50年計(jì)，那么在今后的10~30年間，為了維修這些建國(guó)以來(lái)所建的基礎(chǔ)設(shè)施，耗資必將是極其巨大的。而我國(guó)目前的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程規(guī)模宏大，每年高達(dá)兩萬(wàn)億元人民幣以上。照此來(lái)看，約30~50年后，這些工程也將進(jìn)入維修期，所需的維修費(fèi)用和重建費(fèi)用將更為巨大。因此，發(fā)展高性能混凝土更要從提高混凝土耐久性入手，以降低巨額的維修和重建費(fèi)用。
作者簡(jiǎn)介：
姚燕，教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師，我國(guó)知名的混凝土專家?，F(xiàn)任中國(guó)建筑材料集團(tuán)公司總經(jīng)理、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院院長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。兼任中國(guó)建筑材料工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等，為多所大學(xué)的兼職教授。長(zhǎng)期從事新型混凝土外加劑、特種混凝土、高強(qiáng)高性能混凝土的研究開發(fā)與應(yīng)用。近年來(lái)主持完成了包括國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、973計(jì)劃課題、國(guó)家自然基金重點(diǎn)課題在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目。項(xiàng)目成果獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和省部級(jí)獎(jiǎng)10余項(xiàng)。自“九五”起組織、實(shí)施多個(gè)建材行業(yè)國(guó)家項(xiàng)目。在國(guó)內(nèi)外刊物上發(fā)表論文100多篇，主編3部學(xué)術(shù)論文集，2006年出版專著《高性能混凝土》。
