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讓混凝土經(jīng)得起歷史的檢驗(yàn)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-09-24  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:科技日報
核心提示:2010年,依托江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司建設(shè)的通過國家科技部的驗(yàn)收,正式投入運(yùn)行,同時也讓共建單位江蘇蘇博特新材料股份有限公司,這一由地方性省屬科研院所改制而成的科技先導(dǎo)型企業(yè)擁有了國家級的科研平臺。

江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司已組建了130多人組成的科研隊伍,其中院士1人,國家杰青1人,江蘇省“333”工程人才12人;并引進(jìn)了海外高級人才1人,博士5人,碩士27人,其中海外歸國博士2人;培養(yǎng)了博士后、博士及碩士研究生共13人。


2010年,依托江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司建設(shè)的通過國家科技部的驗(yàn)收,正式投入運(yùn)行,同時也讓共建單位江蘇蘇博特新材料股份有限公司,這一由地方性省屬科研院所改制而成的科技先導(dǎo)型企業(yè)擁有了國家級的科研平臺。


當(dāng)一年前,當(dāng)萬達(dá)集團(tuán)在青島投資500億,建設(shè)全球最大的影視產(chǎn)業(yè)項目—東方影都時,可能沒想到一年后在施工中遇到了一個繞不開的坎:海水浸泡的土壤具有極強(qiáng)的腐蝕性,按目前國內(nèi)通常的防腐標(biāo)準(zhǔn),這些建筑的樁基僅有30年的壽命,這將如何向投資人和居民交待?


可是,當(dāng)建設(shè)方向高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室救援后,終于找到了讓混凝土“堅如磐石”的錦囊妙計,科研人員用大大優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的防腐技術(shù),讓這個建設(shè)在海邊的龐大混凝土建筑群的壽命達(dá)到50年以上。


2010年,依托江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司建設(shè)的高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過國家科技部的驗(yàn)收,正式投入運(yùn)行,同時也讓共建單位江蘇蘇博特新材料股份有限公司,這一由地方性省屬科研院所改制而成的科技先導(dǎo)型企業(yè)擁有了國家級的科研平臺。


圍繞土木工程材料行業(yè)發(fā)展中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題,實(shí)驗(yàn)室在土木材料的高性能化、功能化、長壽命化和節(jié)能減排等方面開展基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究。經(jīng)過三年多的發(fā)展,目前,已形成了專業(yè)結(jié)構(gòu)齊全、年齡組成合理、創(chuàng)新能力強(qiáng)的科研團(tuán)隊,取得了具有重要影響的研究成果,形成了自己的特色與優(yōu)勢。


順時順勢 探尋混凝土基礎(chǔ)理論奧秘


作為傳統(tǒng)材料,混凝土一直在建筑行業(yè)扮演著重要的角色,我國的混凝土產(chǎn)量已連續(xù)幾年超過世界其他國家的總和。世界上接近三分之二的混凝土在中國生產(chǎn)和使用,我國的人均混凝土消耗量達(dá)到每年4噸。


如此龐大的混凝土用量,筑起了無數(shù)橋梁大壩和建筑樓宇,但是由于混凝土壽命短、不耐鹽堿、開裂等原因造成的損失和安全隱患卻猶如一顆定時炸彈。


目前,混凝土存在著一系列世界性難題:首先,抗拉強(qiáng)度低,如果受到拉應(yīng)力,很容易開裂;同時,為了節(jié)約資源、提升性能,大量工業(yè)廢棄物被作為混凝土原料使用,這些新型材料比傳統(tǒng)混凝土更易開裂。其次,在我國東部沿海、西北內(nèi)陸地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè),比如跨海大橋、鹽湖線桿等,高鹽高堿的外部環(huán)境是不可避免的。


混凝土的正常壽命在50年左右,在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時期,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國家重大工程的建設(shè)對土木工程材料提出了更高的標(biāo)準(zhǔn),希望能達(dá)到“百年大計”的要求,“尤其是一些超大工程,如長江三峽、京滬高鐵、杭州灣跨海大橋等,國外的技術(shù)不能滿足這些工程對關(guān)鍵技術(shù)的需求,這就要求我們必須自主研發(fā)?!辈稍L中,江蘇省建筑科學(xué)院副院長、高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任劉加平向記者介紹到籌建實(shí)驗(yàn)室的背景。


除國家建設(shè)需求外,混凝土耐久性問題也成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之初重點(diǎn)考慮的方向。劉加平指出,耐久性,即混凝土在使用過程中抵抗各種破壞因素作用的能力?;炷聊途眯缘暮脡?,決定混凝土工程的壽命,它是混凝土的一個重要性能,因此受到行業(yè)的高度重視。


長期以來,歐美國家對土木工程的研發(fā)和利用一方面為國內(nèi)混凝土的發(fā)展提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn),但同時因混凝土的耐久性不足,導(dǎo)致在土木工程的維護(hù)與維修方面的費(fèi)用遠(yuǎn)大于建設(shè)的費(fèi)用,這也為國內(nèi)的研發(fā)敲響了警鐘。


“我們要做就要從長遠(yuǎn)入手,要"功在當(dāng)代、利在千秋",不能給子孫后代帶來重復(fù)建設(shè)的麻煩和負(fù)擔(dān)。”劉加平希望實(shí)驗(yàn)室的研究工作能夠讓混凝土經(jīng)得起歷史的檢驗(yàn)。


突破瓶頸 改改混凝土的“壞脾氣”


“雖然有了國家級的平臺,但我們并沒有迷失方向,作為一個轉(zhuǎn)制科研院所,我們時刻堅守圍繞混凝土方向做研究,從市場需求出發(fā),做原始創(chuàng)新?!眲⒓悠礁嬖V記者。


目前,實(shí)驗(yàn)室主要圍繞高性能結(jié)構(gòu)工程材料、功能性土木工程材料、資源與環(huán)境友好型材料、高性能土木材料現(xiàn)代測試技術(shù)四大研究方向,在土木材料的高性能化、功能化、長壽命化和節(jié)能減排等方面開展基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究。


其中,結(jié)構(gòu)材料是指用于建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、工業(yè)與民用結(jié)構(gòu)(側(cè)重于受力);功能材料包括:阻銹材料、纖維材料、防水防護(hù)等養(yǎng)護(hù)、修復(fù)材料等;節(jié)能材料則主要側(cè)重于污泥利用和外墻保溫材料;先進(jìn)的測試技術(shù),核心是為混凝土工程進(jìn)行“體檢”,讓好技術(shù)用得更放心。


劉加平告訴記者,混凝土材料在建筑工程中發(fā)揮著中流砥柱的作用,而混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善混凝土性能的材料。工程技術(shù)人員將混凝土外加劑在混凝土中的功效比作“食品中的調(diào)味素”,也有人稱其能起到“四兩撥千斤”的作用。


新型高效外加劑正是高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的突破性技術(shù)?;炷镣饧觿┢贩N較多,功能各異。使用各種不同品種的外加劑,可以達(dá)到不同的效果,如改善混凝土的工作性、提高硬化混凝土的抗凍融性能、大幅度降低混凝土的用水量,提高混凝土強(qiáng)度、可補(bǔ)償混凝土干縮,減少混凝土的收縮裂縫、改善混凝土的耐腐蝕性、延長混凝土的使用壽命,提高耐久性等。


乘坐在時速300多公里的高鐵列車上,我們很難覺查到顛簸起伏,其中的奧秘就在于鐵軌下的無碴軌道板下面。高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員利用新型羧酸技術(shù)研發(fā)了一種外加劑,它能夠幫助混凝土穩(wěn)穩(wěn)地與軌道


板和基礎(chǔ)部分黏合在一起,不論列車高速碾壓還是烈日高溫暴曬,混凝土都像著了魔一樣不離不棄,徹底改變了傳統(tǒng)混凝土脆性大韌性小、熱脹冷縮的“壞脾氣”。


實(shí)驗(yàn)室成立以來,在混凝土材料領(lǐng)域取得多項行業(yè)重大關(guān)鍵技術(shù)突破,一批具有國際國內(nèi)領(lǐng)先水平的科技成果和新材料被廣泛應(yīng)用于長江三峽大壩、田灣核電站、蘇通大橋、青藏鐵路等國家重點(diǎn)工程。在江蘇田灣核電站工程中,他們首次將國產(chǎn)外加劑應(yīng)用于最關(guān)鍵的核島混凝土設(shè)施中,打破了國外壟斷;他們還成功解決了工業(yè)廢棄物成功應(yīng)用于混凝土當(dāng)中的關(guān)鍵技術(shù),能夠使水泥用量節(jié)省30%—50%,并榮獲2013年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。


而在一些不起眼的地方,實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)突破也解決令建筑工人頭疼的大問題。如在西北鹽湖地區(qū),過去混凝土電線桿的使用壽命只有3年,而現(xiàn)在通過他們的防腐技術(shù)改進(jìn)后能夠延長到30年,比原來足足提高了10倍。同時,通過模型的不斷測評,在實(shí)驗(yàn)中改進(jìn)、提高、優(yōu)化混凝土的壽命,通過對混凝土的耐久性的強(qiáng)化,他們還幫助建設(shè)單位大大減少了混凝土的使用量和重復(fù)建設(shè)。


引才育才 開放平臺同耕耘同收獲


在我國,長期以來國家重大科研項目尤其是863、973計劃主要由高校承擔(dān),企業(yè)牽頭的比較少,973計劃課題的首席專家?guī)缀醵加筛咝<覔?dān)任,基本沒有企業(yè)的科研人員。這不僅讓企業(yè)在成為創(chuàng)新主體的道路上異常艱難,同時也讓眾多高端人才對企業(yè)望而卻步。而國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室作為推動產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的重要平臺,是國家對企業(yè)進(jìn)行科研創(chuàng)新的正向鼓勵。


提到重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立以來給企業(yè)帶來的利處,劉加平的喜悅溢于言表,“原來屬于省屬的地方性的單位,對高層次人才以及海外人才的吸引力不強(qiáng),現(xiàn)在依托國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺,吸引了大量的海內(nèi)外人才。”


與此同時,實(shí)驗(yàn)室在成立之初就將自己定位為一個開放的平臺,在培養(yǎng)人才和服務(wù)社會方面進(jìn)行了不懈的探索和嘗試。每年實(shí)驗(yàn)室拿出100多萬的科研經(jīng)費(fèi)支持企業(yè)開放性課題的研究,每年1項重點(diǎn)課題,10項青年基金。


“企業(yè)是和市場結(jié)合最緊密的,通過開放性課題的實(shí)施,借實(shí)驗(yàn)室平臺凝聚國內(nèi)的研究課題,一方面重點(diǎn)課題圍繞全國性的問題進(jìn)行研究,另一方面也激發(fā)青年人的科研熱情。目前拿到課題的已有30余人,都是與產(chǎn)業(yè)、市場以及關(guān)鍵技術(shù)緊密結(jié)合的課題項目?!眲⒓悠秸f。


一分耕耘一分收獲,目前,實(shí)驗(yàn)室圍繞高性能土木工程材料,承擔(dān)了包括973計劃項目、國家杰出青年科學(xué)基金項目和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目在內(nèi)的科研課題80余項。研究成果獲國家科技進(jìn)步二等獎3項,省、部級科技進(jìn)步獎20余項,獲國家發(fā)明專利80多項,發(fā)表論文500余篇,出版論著5部,主編或參編各類標(biāo)準(zhǔn)70余項。

 
 
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