中建西部建设研究院,是中国建筑打造的一家专注于建筑材料研发的科研平台,科研成果和实力稳居行业前列。
记者手记:
混凝土是人类历史上体量最大的人造材料之一,是事关国计民生安全与质量的重要材料。从住房到大坝,从公路到高铁,从自然灾害的抢险应急到工业固废和建筑垃圾资源化的承接,混凝土都是其中的支柱产业,而中国更是全球混凝土生产量与消费量最大的国家。回望十年前,统计数据显示,2012年我国混凝土与水泥制品工业全年规模以上实现工业总产值7289.5亿元,其中预拌混凝土销量为8. 94亿立方米。十年弹指一挥间,2021年我国规模以上混凝土与水泥制品工业企业主营业务收入累计20996.85亿元,行业经济总量创新高,混凝土与水泥制品成为我国建材行业中年营收入破2万亿元的首批产业。其中预拌混凝土销量达30.3亿立方米,年产值超过1.3万亿元。十年间,全行业主营收增长了2.8倍,预拌混凝土的销量增加了3.3倍。
据不完全统计,目前我国预制混凝土与预拌混凝土的销售额占建材工业的20%左右,中国混凝土与水泥制品行业中的预制混凝土管桩、水泥混凝土管涵、混凝土预制构件、预拌混凝土、装饰混凝土、混凝土电杆、硅酸钙板等产业规模与产能规模世界瞩目。
混凝土产业的重要性不言而喻。在国内,研发混凝土科技的平台不少,他们大都位于科研机构和大学院所。但近两年,有一家建材科学研究团队正在异军突起,吸引了行业内的目光。
这是一家年轻的研究院,虽然成立时间不长,但她却是同行业中实力强大的研究院。这是一家距离市场和应用终端最近的研究院,她与国内规模居前的混凝土企业及施工企业水乳相融。这是一家堪称“后浪”的研究院,他们正脚踏实地地赶超“前浪”。
她就是中建西部建设建材科学研究院有限公司(简称“中建西部建设研究院”)。
中建西部建设研究院,是中国建筑打造的一家专注于建筑材料研发的科研平台,科研成果和实力稳居行业前列。成立于2016年8月2日的中建西部建设研究院位于成都,这里是中建西部建设的大本营。2021年,研究院大楼正式投入使用,这是一座可满足500人同时办公的建筑,拥有国际领先的各类实验平台,实验室建筑面积超2万平方米,规划投入的实验设备价值超亿元。在宽敞明亮的办公大楼里,聚集着一批有志于混凝土科技创新的精英,他们是中建西部建设研究院发展的中坚力量。4月16日,正是春光和美的季节,我们来到研究院采访,见到了这支朝气蓬勃年轻队伍中的几位代表,包括研究院院长在内,他们每个人的眼睛里都闪烁着光,看上去意气风发。在交谈中,他们向我们一一介绍了研究院的多项成果和储备项目。我们说中建西部建设研究院生逢其时,是指他们的研究成果几乎都是围绕着“绿色、低碳、环保、节能、循环、再生、智能、利废”等主线徐徐展开。如工业固废大掺量制备装配式预制构件技术、基于高韧性水泥基复合材料的大空心率墙板制备及应用关键技术研究、基于超高性能混凝土的墙材制备及应用关键技术研究、机制精品骨料制备及其应用关键技术研究、工业副产磷石膏改性及建材资源化综合利用关键技术研究、超高性能混凝士的绿色化与性能优化技术研究、基于离散单元法的超高性能混凝土(UHPC)干状态紧密堆积模拟研究、川藏铁路建造关键技术预研究、高速铁路桥建合一混凝土结构疲劳性能及减震配比研究、基于流变特性的超高泵送混凝土质量控制技术研究、利用污水污泥等城市固废资源化处置制备绿色陶粒技术研究、轻集料混凝土的基础研究及技术推广应用、水泥基材料自修复及性能调控技术研究、固体聚羧酸减水剂制备技术、纳米功能材料制备及应用技术、混凝土塑性收缩开裂防治技术、超高性能混凝土分散及降粘技术、固废基胶凝材料特性及高性能混凝士制备关键技术研究、低碱植生型生态混凝土的制备及性能研究、新型无机聚合水泥凝结硬化机理和性能调控及关键耐久性能研究、具有高蓄水功能的砂基透水砖制备关键技术及工程应用研究、与结构同寿命种植屋面系统开发及工程应用、复杂建筑结构大体量特色饰面清水混凝土集成技术、高铁站房高性能混凝土关键技术、C120超高性能混凝土及其应用技术的研究、140~160MPa强度等级混凝土的研制及泵送应用技术、超宽预应力混凝土斜拉桥施工关键技术、混凝土预拌厂废水与沉淀废渣的回收再利用技术研究等等。这一系列的研究内容和成果都是我国混凝土科研领域沉甸甸的期待与收获。
研究院实验室(点击放大清晰观看)
中建西部建设研究院不仅有一群生龙活虎的后生在科研前沿冲锋陷阵,而且有一批资深的业内专家做后盾。研究院的专家顾问团队包括中国工程院院士,来自武汉大学、四川大学、重庆大学、武汉理工大学等知名学府的教授,一批专家顾问、柔性人才。研究院的合作伙伴包括重庆大学、同济大学等知名高校,并与他们签订合作协议;同上海建科院、中国铁科院、川藏铁路公司、四川省建科院等10余家科研院所、企业建立战略合作关系,开展技术与学术交流30余次,现有各类合作项目40余个。一边连接着瞬息万变的市场需求,一边连接着经验丰富的专家团队,正是这种生态滋养了研究院开拓混凝土科研前沿的雄心壮志,造就了研究院的生机蓬勃。中建西部建设研究院的愿景是成为建筑材料领域卓越的综合服务商。从研究院组建开始,他们高度重视企业文化建设。在中国建筑文化引领下,始终以打造“产、学、研”相结合的开放型科技创新平台为目标,扎实推进科技创新能力建设,矢志打造科技创新发展特区,助推主业持续发展,驱动企业转型升级。研究院作为中建西部建设科技研发和成果转化的主要“孵化器”,致力于创建国际双一流的建材科研平台;打造行业信息平台、学术交流平台,与行业内的专业协会、知名高校、科研院所、企业共同打造产学研合作平台,如打造品牌专业年会、交流会、专业技能赛事等。依托中建西部建设影响力,同时为行业承接活动并提供更多的支持。作为
(CCPA)混凝土工程技术分会理事长单位,为推动行业变革,研究院积极主办或承办高水平学术会议。目前,“中国混凝土工程技术论坛系列论坛”“第九届混凝土配合比设计及质量控制高峰论坛”和“第二届‘一带一路’混凝土国际学术研讨会”等大型学术活动均由研究院主办或承办。组织论坛交流,是为未来建材科技的发展激荡火花、贡献智慧,中建西部建设“兴隆湖论坛”是研究院打造的科技交流平台之一。作为一个持续性的活动定期开展,论坛主要围绕建筑材料的未来发展方向,聚集专项主题,采取沙龙形式,打造小型、尖端、有碰撞、有深度的学术讨论氛围。今年,他们将持续打造好“兴隆湖论坛”等特色论坛,注重选题要紧跟国家政策,要围绕行业需求,逐步扩大研究院在行业的影响力和竞争力。同时充分发挥研究院连接“材料”和“建筑”两个领域的桥梁作用,通过“设计”“施工”和“材料”等环节串联上下游企业间的沟通交流,拓展各方合作空间,实现合作共赢。
“绛溪河大桥”项目桥面铺装施工现场
获得“全国UHPC设计定制大赛”一等奖
目前,研究院的研究领域聚焦混凝土原材料、混凝土工程技术、混凝土生产工艺、混凝土智能制造、特种混凝土、固废资源化等六个方向。围绕六大科研方向,形成了四个系列的产品与技术,分别是预拌混凝土工厂智能制造、超高性能混凝土材料、预拌混凝土双碳技术、新型低碳结构材料与技术。
一些研究成果已经显现较大的实用价值。在研究院的产品展示室里,我们看到了这些美丽的“科研之花”。在预拌混凝土工厂智能制造方向,研究院积极响应数智化发展,推出了骨料进场快检系统、便捷校称系统、纸质记录数据数字化APP、砂饱和面干吸水率智能采集终端、粉煤灰含氧量测定仪、砂亚甲蓝(MB)值智能采集终端 、砂关键性能指标一体化智能采集终端、废浆渣高效高值处置系统。在预拌混凝土双碳技术方向,研究院根据当前的热点问题,研发了改性石灰石粉、纳米硅酸钙增强材料、3D打印混凝土技术、永固有机/无机表面防护剂、渗透结晶材料。在超高性能混凝土材料方向,研究院经过不断地研究,开发出了超高性能混凝土预混料、超高性能混凝土多功能一体板、超高性能混凝土外加剂、超高性能混凝土钢桥面铺装、超高性能混凝土装饰幕墙、超高性能混凝土轻质楼梯。在新型低碳结构材料与技术方向,研究院在“双碳”目标的号召下,创新并应用了石膏抹灰砂浆系列产品、石膏增强剂、石膏复合材料隔声减震保温楼板、污水污泥资源化利用技术、建筑堵漏产品、快速抢修材料、灌浆料系列产品、改性环氧砂浆、聚合物改性砂浆、高性能混凝土、超韧屋面系统等等。当前,促进建材行业向绿色化、智能化的转型升级已成为行业共识,研究院以数字化转型和绿色低碳发展为重要抓手,通过技术创新、成果转化,提升行业高端化、智能化、绿色化水平,为促进整个建材行业转型升级,推动行业绿色化发展贡献力量。针对矿山固废、工业固废、建筑固废、城市固废处置与资源化利用,研究院开展了尾矿、石膏、煤矸石、煤气化碴、建筑垃圾、建筑弃土、污水污泥、江河湖海污泥等方面的研究。由于混凝土是工业固废和建筑垃圾资源化的主要承接产业,所以,对谙熟混凝土性能的中建西部建设研究院来说,开拓固废与建筑垃圾资源化的科技项目,他们有着得天独厚的先机与条件。绿色化学功能建材技术是混凝土行业实现循环经济与低碳发展关键技术之一。研究院围绕混凝土主业需求,开展混凝土特种添加剂、新型功能助剂及其建筑化学品的研究与成果转化。其中主要研究方向有超高性能混凝土外加剂技术、生物质基减水剂技术、纳米材料技术、石膏添加剂技术,保温隔热材料、新型防水材料、低碳化学添加剂技术等。此外,研究院对建筑工业化技术进行了创新,其中一项重要内容是发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化通用建筑构配件和制品。研究院正在积极组织科研力量,采用现代管理方法和手段,优化资源配置,培育和发展新型墙体材料、工业化软件开发及装配式混凝土构建产业链生态。在智能制造方面,研究院主要致力于提升预拌混凝土行业的自动化、信息化、智能化工业生产水平,同时实现对预拌混凝土厂站的智能化生产与管理。如图像智能识别及深度学习技术、高性能混凝土设计AI平台、混凝土质量评价和控制系统研究、信息交互混凝土、混凝土设备智能制造等。 更模糊但更有价值的前沿建材研究,也清晰地写在研究院的日程中。他们主要是开展跨学科、跨领域的交叉科学研究,旨在探索新型建筑材料结构性能研究、节能及环保材料开发等领域新科学。其主要的研究方向包括先进胶凝材料技术研究、建筑﹣生物材料技术、水泥基材料3D打印技术、新型材料本构关系及结构设计、离散元颗粒堆积模拟技术、建筑结构体系选择与模数化、标准化设计等等。与此同时,研究院还坚持在科技服务方面狠下功夫。他们为集团公司海内外重大项目的竞标及履约提供技术支持,亦面向行业提供科技情报调查、科技咨询与技术服务支持。同时对有实用价值的科技成果进行后续试验、开发、应用、推广,甚至形成包括新技术、新工艺、新材料、新产品在内的可操作、可落地、可复制的综合解决方案,并持续推动产业化工作。在科研项目上,承接外部重大科研项目,培养专职高端人才。研究院积极申报或参与国家、省部级重大课题,成立不到一年的时间,就成功获批主持或参与省部级课题3项,国家级固废专项课题1项。未来,研究院还将通过多举措、全方位开展课题承担和合作研究,培养能够独立承担省部级以上课题的专职研发人才。
建材科学研究如何“破圈”?与其在现实中的“应用”密不可分。让纯粹的科研开花结果、有效转化,才能体现创新成果的价值。基于此,研究院于2020年开始成果转化探索,以科技创新为核心驱动力,以成果转化为支撑,以构建“研产一体”的科技创新型企业为目标,不断夯实高质量发展根基。目前,研究院已形成预拌混凝土智能制造、双碳技术、超高性能混凝土系列产品、新型低碳结构材料与技术4个方向、40余项产品技术。
备好市场开发“敲门砖”。针对这些创新产品应用场景新、技术标准不健全的特点,研究院积极推动标准编制,不断提升标准化引领能力。截至目前,研究院牵头主编标准29项、图集2本,通过标准的编制过程,加深企业合作、整合客户资源,推动品牌建设,引领行业未来。深化产学研合作。针对市场对新产品功能、效果认知度不高的特点,研究院加强与设计院的科研合作,以科研合作推动新产品的市场开发与推广,为成果转化铺路搭桥;深化政企合作,积极争取政策支持,加快推动新产品进入地方推广目录,支撑产品开展工程化试点,为产品获取市场准入身份。同时,通过工程化中试工作指导产品的市场定位和推广策略。通过这些有益尝试,研究院的成果转化工作取得了一定成效,在近年经济形势下行的趋势下,研究院成果转化收入依然保持倍数增长。截至目前,UHPC、墙体材料、城市更新系列材料、快硬抢修材料和i砼系列产品与技术均已迈向市场。其中,UHPC系列产品顺利签约大体积UHPC工程沱江大桥项目,并配套自主研发的专用UHPC外加剂,可以根据需求进行设计与定制,满足多样化需求;超高性能混凝土保温复合墙板、装饰外挂板等产品具有保温、防火、防水、隔音等功能,集成高抗裂、高抗变形、高耐候性和高强轻质等特点;高延性水泥基复合材料、水泥基灌浆料等城市更新材料主要应用于旧城改造项目,目前已实现工程化应用;快硬抢修材料具有快凝快硬、高早期强度、高粘接强度等优良性能,适用于高速公路、机场跑道和市政主干道的快速修补,在某军事工程抢修抢建工程中已经开始推广应用;i砼系列产品为中建西部建设“智慧工厂”建设提供了重要支撑,砂MB值智能快速定量测试仪、骨料关键指标全自动测试一体机、砂饱和面干吸水率自动测试仪、预拌厂纸质原始记录数字化APP、便捷校秤仪等产品已在20余个厂站推广应用,并广受好评。我们相信,鲜艳的科技之花一定能结出丰硕的经济之果。来到成都,一定要到中建西部建设建材科学研究院有限公司感知建材研发的科技力量。因为这里有建筑材料的未来。