中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊(記者 魏海政 通訊員 劉珂珂)“針對用鐵尾礦和赤泥這兩種廢棄物來制備高速公路路基材料。我們發(fā)明了一個非常好的固化劑,它可以把固廢固結(jié)住,讓固廢跟膠凝材料發(fā)生反應,產(chǎn)生比較高的強度,代替石子?!苯?,濟南大學山東省建筑材料制備與測試技術(shù)重點實驗室教授程新告訴記者,每生產(chǎn)一噸固廢基膠凝材料可有效降低二氧化碳排放量82.8%,降低能源消耗83.9%,以雙向六車道高速公路計算,每公里可減少碳排放近900噸。
水泥是重要的建筑材料,應用于交通基礎設施、房屋建筑工程等,水泥的性能對這些建筑物的使用壽命起著決定性作用。隨著人類生存空間的不斷擴大,越來越多的基礎設施建在海上、深入地下,傳統(tǒng)水泥無法滿足建設要求,需要研制新體系特種水泥,來解決普通水泥不能適應嚴酷環(huán)境和特殊工程的問題。濟南大學程新教授團隊長期從事先進建筑材料研究及應用工作,目前已經(jīng)取得突破性成果,并在重要基礎工程領域得到應用。
在濟南大學山東省建筑材料制備與測試技術(shù)重點實驗室,程新展示了一種名為硫鋁酸鋇鈣的水泥材料,這種水泥雖然顏色比普通水泥稍淺一些,但和普通水泥相比,最大的特點是和海水里的氯離子不產(chǎn)生化學反應。
程新說,膠州灣大橋用的就是這種水泥,“膠州灣跨海大橋是一座40多公里的大橋,它的橋墩直接泡在海水里。如果用普通的水泥,會與海水里的氯離子和硫酸根離子反應,最終消耗掉,橋墩就會受到破壞,影響使用壽命,危及橋梁安全。我們研發(fā)的這種水泥是一種新的礦物,叫硫鋁酸鹽礦物,水化以后抗硫酸根離子,抗氯離子,它們之間不反應。”
通過教授、教師、研究生在內(nèi)的上百人團隊經(jīng)過20多年的努力,上萬次的反復實驗,同時與企業(yè)密切配合,一個新的水泥體系得以形成?!鞍l(fā)明新的礦物體系,這是第一難;第二難在生產(chǎn),一般來說,水泥的生產(chǎn)在回轉(zhuǎn)窯,對于一個新的礦物體系,制備過程有很多困難,比如說,在窯里堵塞管道,從制備時就要解決它;從應用的角度,它有防腐抗?jié)B的性能,在使用過程中,凝結(jié)時間很關(guān)鍵,太快了也不行,還沒等做好橋構(gòu)件,它就凝結(jié)了,也不行?!背绦抡f。
團隊首次合成了硫鋁酸鍶鈣單晶,建立了硫鋁酸鋇(鍶)鈣礦物的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,制備了以硫鋁酸鋇(鍶)鈣為主導礦物的系列新體系特種水泥,并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。這種水泥具有快硬早強、防腐抗?jié)B等優(yōu)異性能,能源、資源消耗顯著降低,耐久性有效提升。
高質(zhì)量發(fā)展離不開資源的合理利用,固體廢棄物侵占農(nóng)田,污染環(huán)境。對我國大量的固體廢棄物資源進行綜合利用,既能夠有效節(jié)約寶貴資源,又能夠為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供保障。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,各種廢棄物被成功利用成為優(yōu)質(zhì)材料。近年來,程新團隊聚焦固體廢棄物資源化利用,在技術(shù)上進行創(chuàng)新,取得了很好的進展,獲得了專利,正在進入產(chǎn)業(yè)化階段。
團隊始終牢記國之大者,大力開展應用性研究及技術(shù)推廣,積極服務國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、黃河重大國家戰(zhàn)略和綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略需求。近五年來,與中國建材集團、金隅集團、山東高速等行業(yè)領軍企業(yè)圍繞低碳先進材料開展協(xié)同創(chuàng)新,承擔國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目等30余項,建立人才培養(yǎng)基地35個,形成新技術(shù)、產(chǎn)品60余項,相關(guān)技術(shù)成果在國內(nèi)外重大基礎建設工程推廣應用,創(chuàng)造經(jīng)濟效益數(shù)十億元,為服務國家高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展做出重大貢獻。與濟南市政府簽訂合同額2300萬元“一事一議”頂尖人才團隊項目,促進學科技術(shù)高質(zhì)量服務地方經(jīng)濟。圍繞“功能水泥基材料”持續(xù)專利導航,將13個專利打包作價2000萬元成立科技型公司,在京滬高鐵、濟南黃河隧道等重大基礎設施中成功應用。
圍繞行業(yè)發(fā)展重大難題,團隊承擔國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目等255項,總經(jīng)費超2億元,獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項、中國建筑材料科學技術(shù)一等獎3項、省部級科技獎勵10項。
“長壽命、高性能、低碳,這是建筑材料的發(fā)展方向,我和我的團隊有責任、有使命繼續(xù)深耕這個方向的研究,為國家的建設作出重要貢獻?!背绦抡f。
濟南大學程新教授團隊。學校供圖
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