济南大学一研究团队：20年深耕绿色低碳建筑新材料

通讯员 刘珂珂 中青报·中青网记者 邢婷

    “针对用铁尾矿和赤泥这两种废弃物来制备高速公路路基材料，我们发明了一个非常好的固化剂，它可以把固废固结住，让固废跟胶凝材料发生反应，产生比较高的强度，代替石子。”济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室程新教授介绍。

    根据估算，每生产一吨固废基胶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%，以双向6车道高速公路计算，每公里可减少碳排放近900吨。

     水泥是重要的建筑材料，其性能对这些建筑物的使用寿命起着决定性作用。随着人类生存空间的不断扩大，越来越多的基础设施建在海上、深入地下，传统水泥无法满足建设要求，需要研制新体系特种水泥，来解决普通水泥不能适应严酷环境和特殊工程的问题。济南大学程新教授团队长期从事先进建筑材料研究及应用工作，目前已经取得突破性成果，并在重要基础工程领域得到应用。

    在济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室，程新展示了一种名为硫铝酸钡钙的水泥材料，这种水泥虽然颜色比普通水泥稍浅一些，但和普通水泥完全不同，最大的特点是和海水里的氯离子不产生化学反应。

    程新介绍，胶州湾大桥用的就是这种水泥。“这座大桥的桥墩直接泡在海水里，如果用普通的水泥，它是硅酸盐矿物，水化产物叫水化硅酸钙，会与海水里的氯离子和硫酸根离子反应，最终消耗掉，桥墩就会被破坏，影响使用寿命，危及桥梁安全。我们研发的这种水泥是一种新的矿物，叫硫铝酸盐矿物，水化以后抗硫酸根离子，抗氯离子。”

    据了解，包括教授、教师、研究生在内的上百人团队经过20多年的努力，上万次的反复实验，同时与企业密切配合，一个新的水泥体系才得以形成。

    “发明新的矿物体系，这是第一难；第二难在生产，一般来说，水泥的生产在回转窑，对于一个新的矿物体系，制备过程有很多困难，比如说，在窑里堵塞管道，从制备时就要解决它；从应用的角度，它有防腐抗渗的性能，在使用过程中，凝结时间很关键，太快了也不行，还没等做好桥构件就凝结了，这也不行。”程新说。

    团队首次合成了硫铝酸锶钙单晶，建立了硫铝酸钡（锶）钙矿物的组成、结构与性能的关系，制备了以硫铝酸钡（锶）钙为主导矿物的系列新体系特种水泥，并实现工业化生产。这种水泥具有快硬早强、防腐抗渗等优异性能，能源、资源消耗显著降低，耐久性有效提升。

     近年来，程新团队聚焦固体废弃物资源化利用，在技术上进行创新，取得了很好的进展，获得了专利，正在进入产业化的阶段。

    该团队始终牢记国之大者，大力开展应用性研究及技术推广，积极服务国家创新驱动发展战略、黄河重大国家战略和绿色低碳高质量发展战略需求。近五年来，与中国建材集团、金隅集团、山东高速等行业领军企业围绕低碳先进材料开展协同创新，承担国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等30余项，建立人才培养基地35个，形成新技术、产品60余项，相关技术成果在国内外重大基础建设工程推广应用，创造经济效益数10亿元，为服务国家高质量发展战略和区域经济发展做出重大贡献。

    围绕行业发展重大难题，团队承担国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等255项，总经费超2亿元，获国家技术发明二等奖2项、中国建筑材料科学技术一等奖3项、省部级科技奖励10项。

    长寿命、高性能、低碳，这是建筑材料的发展方向，“我和我的团队有责任、有使命继续深耕这个方向的研究，为国家的建设作出重要贡献。”程新说。