“吃进”的是尾矿废渣等固体废弃物,“吐出”的却是更具耐久性的混凝土。支撑这一华丽转身的,正是针对大宗工业固体废弃物进行高效资源化处理利用,加工制备成高性能混凝土的系列核心技术及工艺。
由吉林建筑大学二级教授、吉林省高层次B类人才、吉林省拔尖创新人才第一层次、吉林省高级专家肖力光牵头完成的“大掺量固废地铁工程高性能混凝土关键技术与应用”项目获得2024年吉林省科学技术进步奖一等奖,该项目有效解决了严寒地区地铁工程混凝土领域和尾矿废渣综合利用领域的关键、共性、重大技术难题,极大地促进了行业科技进步和可持续发展。
“地铁工程是地下钢筋混凝土工程,如果说钢铁是地铁工程的‘筋’,混凝土就是地铁工程的‘骨’,用于支撑和保护地铁结构,确保地铁稳定性和安全性。”肖力光介绍,混凝土作为地铁工程用量最大的材料,构成了地铁工程结构的主体,对地铁工程的耐久性起着决定性的作用。
混凝土也有“生命”。肖力光说,在寒冷地区,受低温、冻融循环等不利因素的影响,混凝土的强度和耐久性会降低,提高地铁混凝土强度和耐久性,对提高工程使用寿命,保障地铁运营及设备安全尤为重要。
“以长春市第三期地铁工程为例,项目总长116公里,对高性能专用混凝土及专用预制构件需求量巨大。”肖力光谈到,根据城市轨道交通工程建设发展需求,自2015年起,由吉林建筑大学牵头,联合亚泰集团长春建材有限公司、长春昌驰环保科技有限公司共同组建研发团队,聚合一大批专业领域学科带头人、学术骨干、科技领军人才、技术骨干,开始了“长期耐久性”地铁工程混凝土的研发应用之路。
在肖力光的带领下,依托吉林建筑大学在城乡建设领域的科技研发力量,凭借亚泰集团长春建材有限公司先进的商品混凝土、PC预制构件、“绿色”水泥生产线,以及长春昌驰环保科技有限公司在节能低碳新型建材、特种混凝土、高性能建筑材料、固废综合利用研发、生产、销售、服务一体化的优势,项目团队集智攻关、协同创新,在大宗固体工业废弃物综合利用、高性能混凝土及装配式预制构件关键技术与应用领域方面,进行了大量卓有成效的研发工作,走出了一条产学研用紧密“耦合”的创新之路。
“大家潜心研究,常常熬夜工作,加班加点是常态,有人为了一个实验,连续几天吃住在实验室。”在研发团队的日程表里没有节假日、没有双休日,大家凭借信念和坚韧,克服了一个又一个困难,攻克了一个又一个关键技术难题。
功夫不负有心人,经过10年的科研攻关,项目团队利用尾矿废渣、工业废渣等大宗固体废弃物,成功研制出具有高强度、高抗渗性、高抗碳化性、高抗冻性、高抗腐蚀性、高耐久性的地铁工程系列高性能混凝土,以及地铁盾构管片、轨枕、地铁车站构件等预制构件,破解了严寒地区地铁工程混凝土长期耐久性的难题,既节约了建材资源,又减少了固体废弃物对环境污染的影响,实现了混凝土材料的低碳化、绿色化。
同时,项目组先后承担国家重点研发计划“绿色建筑及建筑工业化”重点专项、吉林省科技发展计划重大攻关、吉林省地方标准计划等十余项科研项目,取得了系列创新性研究成果,达到国际先进水平。
项目团队累计获得国家(国际)发明专利、实用新型专利及软件著作权43项,发表高水平学术论文80余篇,编制《地铁工程混凝土应用技术标准》等4部标准。目前,研究成果已经在长春市轨道交通工程2号线、4号线、5号线、6号线、7号线、9号线以及哈尔滨、沈阳地铁工程中应用,实现产值27.91亿元,节省天然原料1000余万吨。