李宗津:混凝土研究意义重大 中国平均每年每人消耗6000公斤混凝土

2016/12/29
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核心提示:过去几年,中国平均每年每人消耗6000公斤混凝土,几乎是世界的两倍。我经常和学生说,将你每年消耗的所有食物和水加起来,都不及你用的混凝土多。国家对混凝土的用量这么大,对它的研究必然具有重大意义。

  李宗津教授的研究项目旨在解决混凝土应用难题。图为港珠澳大桥 资料图片

  国家基础设施建设一日千里,过去几年,高速公路总长每年增加5000公里,大型桥樑工程佔世界近五成。“十三五”规划中的重大工程如今全面铺开,对混凝土的需求提到新的高度。在这样的背景下,香港科技大学李宗津教授领导国家重点基础研究发展计划(下称973计划)─环境友好现代混凝土的基础研究项目,针对国家重大工程的急需,长期研究开发混凝土增韧剂、耐久性增强剂,解决现代混凝土早期易开裂、耐久性差,服役寿命短的难题,同时探索最大限度地减少水泥用量,实现节能降耗的新途径。

  “过去几年,中国平均每年每人消耗6000公斤混凝土,几乎是世界的两倍。我经常和学生说,将你每年消耗的所有食物和水加起来,都不及你用的混凝土多。”採访一开始,李教授就向记者陈明了混凝土研究的利害,“国家对混凝土的用量这么大,对它的研究必然具有重大意义。”这个当年因为国家领导人的一句“回香港就等于回国”而从美国来到香港的土木工程学家,言辞中充满着对国家的关切,谈起混凝土研究更是滔滔不绝。

  2009年,李宗津教授获国家科技部委任,成为973计划中唯一一个混凝土研究项目的首席科学家,这亦是首次由香港科学家担任国家973计划首席科学家。对此,李教授表示,正是香港得天独厚的区位优势帮助了自己。

  原来,当时东南大学一位混凝土专家常邀请李教授讨论研究事宜。但无奈该专家超龄,故推荐李教授来担任首席科学家,向科技部申请973计划。“这是香港优势,既可参加内地研究,也可参加海外研究,佔尽天时地利。”

  纳米尺度揭秘物料本质

  混凝土是最主要的建筑材料,李教授统计,中国人均年消耗混凝土的数量约佔世界总量的60%。但利用率低,使用寿命短亦是普遍存在的问题。

  李教授解释,混凝土作为复合材料,由胶凝材料、骨料和水适当比例配置,经过系列物理、化学反应形成。“混凝土元素很多,元素组成也很复杂,若搞不清楚,就好比研究人体没有分清楚细胞和基因。”因此,李教授决定从纳米尺度的最基础点出发,去研究混凝土最本质的东西。

  他忆述,当年973项目答辩时,很多教授对从纳米尺度研究混凝土不以为然,后来纷纷改观,承认他的观点正确。

  开发新产品建大桥核电

  除了对混凝土本质进行基础研究,李教授还针对内地混凝土使用过程中出现的问题,带领团队创新性的提出了研发第四代混凝土的计划。他指出,第四代混凝土一方面提高了韧性与延性,不开裂,耐久性高;另一方面还符合环保原则,减少用量,降低污染。

  新一代混凝土在内地诸如京沪高铁、泰州大桥、崇启大桥、田湾核电站等重大工程项目均有应用,其中泰州大桥为千米级三塔两跨式悬索桥型,对结构材料要求极高。团队研发的新型混凝土,成功帮助大桥解决了桥樑薄壁箱容易开裂的问题。

  2013年,项目周期结束,中国工程院对成果汇报非常满意,主动要求李教授为首的团队再申请一次973计划。2015年,团队成功获批,两地科学家原班人马继续合作。第二次研究主题是延长混凝土在特殊严酷环境下的寿命,比如团队现在也在参与南海一些工程项目。

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