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中國混凝土與水泥制品協(xié)會會長徐永模

  “創(chuàng)新要實(shí)，推動全面創(chuàng)新，更多靠產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新來培育和形成新的增長點(diǎn)，創(chuàng)新必須落實(shí)到創(chuàng)造新的增長點(diǎn)上，把創(chuàng)新成果變成實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)業(yè)活動。” 這是2014年中央經(jīng)濟(jì)工作會議時(shí)提到的。

  在2014年度混凝土與水泥制品行業(yè)大會上，會長徐永模再一次談到了技術(shù)創(chuàng)新。他呼吁行業(yè)人士，要時(shí)刻關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新，因?yàn)檫@些技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新勢必會對行業(yè)今后的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

  一、三大技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域

  徐永模總結(jié)到，我國混凝土與水泥制品行業(yè)目前應(yīng)關(guān)注三大技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，包括：高性能高性價(jià)比低碳材料、節(jié)能減排利廢環(huán)保材料、建筑景觀藝術(shù)創(chuàng)造材料。

  第一，高性能高性價(jià)比低碳材料；

  徐永模認(rèn)為，高性能高性價(jià)比低碳材料是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)將是長期政策導(dǎo)向。那么，行業(yè)對未來高新材料則期望它們性能更高、能耗更少、碳排放更低以及性價(jià)比更好 。另外，混凝土與水泥制品的綠色低碳化也是高性能高性價(jià)比材料的趨勢。

  圖1

  第二，節(jié)能減排利廢環(huán)保材料；

  關(guān)于節(jié)能減排利廢環(huán)保材料，這其中存在著內(nèi)在邏輯關(guān)系。徐永模認(rèn)為，我們首先應(yīng)當(dāng)對環(huán)保材料有一個正確的認(rèn)識，即并不是為了利用和利益！目前，堆放傾倒固體廢物尾礦、工業(yè)固廢、建筑垃圾已經(jīng)造成了環(huán)境污染以及土地資源的浪費(fèi)。徐永模建議，今后人們應(yīng)當(dāng)為利廢正名，要勇于承擔(dān)環(huán)保的社會責(zé)任。他告誡大家，要以環(huán)保為首要目的，利廢只是科學(xué)的廢物處置方式，即在解決環(huán)保問題的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源綜合利用、降低能耗、節(jié)約自然資源。

  但是，當(dāng)前節(jié)能減排利廢環(huán)保材料的發(fā)展還面臨著一些挑戰(zhàn)，即： 清潔環(huán)保的再處理工藝 、節(jié)能減排的再生產(chǎn)制造、安全的高品質(zhì)材料產(chǎn)品（不是高性能） 、可循環(huán)利用資源化再生、低成本制造性價(jià)比較高等。而此類材料更是“戰(zhàn)斗在看不見的戰(zhàn)線上”，被人們稱作“成功者背后的無名英雄”、“不登大雅之堂的傻大笨粗”以及“不值錢的材料制品”的材料。

圖2

圖3

  第三，建筑景觀藝術(shù)創(chuàng)造材料；

  建筑是歷史、藝術(shù)、文化的載體，是環(huán)境的組成部分 。隨著時(shí)代的變遷，材料結(jié)構(gòu)造型與材料表面質(zhì)感已經(jīng)成建筑的重要組成部分。如今，為什么石材、玻璃、鋁塑板、陶板漸漸被定義為有檔次沒文化、有個性沒思想 、有氣派沒品位、有奢華沒特點(diǎn)的建筑材料？徐永模認(rèn)為，建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新與材料造型創(chuàng)新應(yīng)當(dāng)相結(jié)合。

  超高性能混凝土通過模塑造型、復(fù)合增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等特點(diǎn)的結(jié)合使創(chuàng)意有了無限拓展；裝飾混凝土則通過水泥清水質(zhì)感、天然和人工骨料質(zhì)感、本體著色質(zhì)感讓想象可以自由飛翔；另外，金屬鍍膜、化學(xué)腐蝕、聚合物涂覆成各種天然和人工材料質(zhì)感等混凝土表面復(fù)合涂裝技術(shù)，則讓表面質(zhì)感能夠做到以假亂真；不僅如此，建筑景觀藝術(shù)創(chuàng)造材料還具有低碳、低成本的優(yōu)勢，它們正在不斷的挑戰(zhàn)，從而滿足不斷提高的力學(xué)性能、耐久性、功能性要求。如圖2、3。

  圖4 石膏花造型的卡塔爾國家博物館（QNM）

  徐永模介紹了石膏花造型的卡塔爾國家博物館的具體情況。其中，巨型“石膏花”由130個直徑10m ~ 43m的透鏡狀圓盤構(gòu)成，

  適用于高風(fēng)載，溫度+10^oC ~ +85^oC高腐蝕性海洋環(huán)境，面板材料則要求高強(qiáng)(ft >20MPa)和高耐久(60年)--白色UHPC，在安裝過程中要使用12萬m²、40mm厚預(yù)制白色UHPC面板精確安裝。如圖5。

  圖5

    目前，UHPC主要應(yīng)用在薄殼結(jié)構(gòu)，輕巧美觀結(jié)構(gòu)以及家具、雕塑方面。如圖6-8。

    圖6 UHPC應(yīng)用：薄殼結(jié)構(gòu)

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    圖7 UHPC應(yīng)用：輕巧美觀結(jié)構(gòu)

  圖8 UHPC應(yīng)用--家具、雕塑

  二、關(guān)注五大新技術(shù)

  圖9

  第一， “3D打印”技術(shù) ；

  “3D打印”這項(xiàng)顛覆性的建筑技術(shù)，一方面具有材料單一，不適應(yīng)復(fù)雜配筋結(jié)構(gòu)，不用模具、堆積成型、表面粗糙等特點(diǎn)；另一方面，該技術(shù)可以用于復(fù)雜構(gòu)件模具的制造，包括裝飾混凝土模具制胎以及個性化建筑構(gòu)件模具制造。如圖10。

  圖10

  第二，超高性能纖維增強(qiáng)細(xì)集料混凝土；

  超高性能纖維增強(qiáng)細(xì)集料混凝土是通過高性能塑化劑、粉體密實(shí)堆積理論、高性能水化漿體組成與微結(jié)構(gòu)、勻質(zhì)化與微細(xì)化結(jié)構(gòu)以及纖維增強(qiáng)理論的基礎(chǔ)與技術(shù)支撐所形成的新材料。拉法基“Ductal”材料與工程應(yīng)用則可以替代鑄鐵鑄鋼。如圖11。

  圖11

   第三，非金屬纖維增強(qiáng)筋技術(shù)；

  該技術(shù)主要包括復(fù)合材料（FRP）筋，可再生竹筋、其他植物纖維等組成。徐永模透露，在1867法國人蒙尼亞又發(fā)明了竹筋混凝土通過工程應(yīng)用，其界面粘結(jié)，耐久性以及適用性都能很好的滿足工程結(jié)構(gòu)問題。如圖12。

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  圖12

  第四，高性能骨料與高性能輕質(zhì)水泥基材料；

  徐永模介紹，該類材料主要包括超輕高強(qiáng)骨料、含水型高強(qiáng)骨料與高性能混凝土、漂浮與半潛式海洋工程建筑、保溫隔熱吸聲混凝土。其中，高性能空心玻璃微珠屬于密度在0.15～0.70g/cm³，強(qiáng)度為3Mpa ～ 125MPa的超輕高強(qiáng)骨料；含水型高強(qiáng)骨料與高性能混凝土則具有空氣中失水很慢且不影響配料、泵壓下不吸水以及起到混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)的效果；漂浮與半潛式海洋工程建筑則是利用不同容重玻璃微珠設(shè)計(jì)不同浮力的海工混凝土。如圖13。

  圖13 玻璃微珠（微米級）

  圖14 含水型高強(qiáng)骨料

  圖15 玻璃微珠（毫米級）

  第五，低水化熱高性能水泥。

  目前，拉法基水泥已聲稱研發(fā)出了具有顛覆性的新型水泥——“Aether”水泥（詳見專題），即低鈣、低溫?zé)伞O₂減排25%-30%的建筑材料，該材料已在法國Le Teil工廠進(jìn)行了試產(chǎn)， (見專題)達(dá)到與傳統(tǒng)水泥同等的性能。與此同時(shí)，我國也展開了此類材料的研究和開發(fā)。例如北京建筑材料研究總院的國家支撐項(xiàng)目“新型低鈣水泥熟料”，其研究成果見表1和圖16。

  圖16

  表1

  另外，天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的國家支撐項(xiàng)目“新型低鈣水泥熟料”， 其3d強(qiáng)度≥30.0 MPa，具體情況見圖17。

  圖17

  徐永模表示，我國目前的成果創(chuàng)新表現(xiàn)形式很多，例如論文和專利等，而大多數(shù)成果卻無法運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中。他希望大家認(rèn)真把握以上三大創(chuàng)新領(lǐng)域和五大創(chuàng)新技術(shù)，真正為我國將來的混凝土以及混凝土制品的創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)。 

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