利用混凝土外加劑減碳“很劃算”

多年前記者第一次見到東南大學(xué)首席教授、江蘇蘇博特高性能土木工程材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家冉千平時(shí)，就從他的言談舉止間感受到他對(duì)外加劑行業(yè)的熱愛。他可以把見到的所有液體都形容成外加劑。

冉千平是我國(guó)高性能混凝土外加劑行業(yè)的領(lǐng)軍人物，自2000年正式踏上混凝土外加劑的研究之路以來(lái)，一直走在科研路上。近日在接受記者采訪時(shí)，冉千平表示，混凝土外加劑是制備現(xiàn)代高性能高耐久混凝土必不可少的第五組分，在混凝土制備工程中加入“微量”化學(xué)外加劑，可顯著調(diào)節(jié)混凝土性能?？梢哉f(shuō)，利用混凝土外加劑來(lái)減碳是最劃算、最簡(jiǎn)便的方式之一。

不容忽視的減碳力量

經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，我國(guó)混凝土外加劑品種越來(lái)越齊全，產(chǎn)業(yè)鏈也更加完整?；炷镣饧觿┥a(chǎn)企業(yè)越來(lái)越重視生產(chǎn)規(guī)?；妥詣?dòng)化，部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面自動(dòng)化，并逐步向生產(chǎn)數(shù)字化、智能化升級(jí)。

“如今，現(xiàn)代新型工程結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土流動(dòng)性、早強(qiáng)、高強(qiáng)、速凝、緩凝、低溫升、抗凍融、抗?jié)B透等各種超高性能要求，均可以通過(guò)應(yīng)用混凝土外加劑得以滿足，很多人已經(jīng)了解了混凝土外加劑的重要性，但很少有人了解它的減碳力量?！比角礁嬖V記者，以聚羧酸高性能減水劑為例，它可以在滿足混凝土拌合物施工性能和硬化性能的同時(shí)，大幅減少水泥的用量。通常生產(chǎn)1m3大流態(tài)抗壓強(qiáng)度為30～35MPa的混凝土，需要使用360kg以上的水泥和220kg以上的拌合用水，當(dāng)采用聚羧酸高性能減水劑，折固摻量?jī)H500g左右，水泥用量可降至240kg以下，拌合用水也只需要160kg不到，節(jié)約了約1/3的水泥用量。2021年全國(guó)商品混凝土生產(chǎn)總量達(dá)32.93億m3，按照聚羧酸減水劑在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中可節(jié)約的水泥用量估算，去年全年可減少碳排放相當(dāng)于3個(gè)江蘇省面積大小的樹林一年的吸收量。

“除此之外，使用外加劑提升混凝土力學(xué)強(qiáng)度，減少建筑物中梁、柱等結(jié)構(gòu)用混凝土質(zhì)量，早強(qiáng)型外加劑的應(yīng)用可大幅減少混凝土預(yù)制構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)能耗，甚至實(shí)現(xiàn)免蒸汽養(yǎng)護(hù)，抗裂劑可降低混凝土收縮與開裂風(fēng)險(xiǎn)，可做到無(wú)一條結(jié)構(gòu)性裂縫出現(xiàn)，阻銹劑可降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕風(fēng)險(xiǎn)，引氣劑可以提升混凝土抗凍融能力，防水劑可提高混凝土抗水滲透能力，多種外加劑協(xié)同作用可大幅提升混凝土的使用壽命，這些都是外加劑為建筑行業(yè)減碳作出的大貢獻(xiàn)。”冉千平如數(shù)家珍地說(shuō)。

正視一個(gè)個(gè)挑戰(zhàn)

“盡管我國(guó)混凝土外加劑行業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但仍存在外加劑產(chǎn)能過(guò)剩、市場(chǎng)集中度低，市場(chǎng)監(jiān)管力度不足等問(wèn)題；混凝土外加劑生產(chǎn)企業(yè)在企業(yè)合規(guī)性、安全生產(chǎn)保障和節(jié)能環(huán)保水平方面還有待于進(jìn)一步提高?！?/p>

混凝土外加劑生產(chǎn)線

江蘇蘇博特新材料股份有限公司/供圖

面對(duì)現(xiàn)狀，冉千平指出，混凝土外加劑是多種化工原料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成或者復(fù)配生產(chǎn)出來(lái)的，均不同程度上涉及化學(xué)品甚至大量危險(xiǎn)化學(xué)品的使用，且生產(chǎn)過(guò)程還需要使用到壓力容器，涉及高危工藝等。而且當(dāng)前由于外加劑行業(yè)整體素質(zhì)不高，行業(yè)中部分生產(chǎn)企業(yè)以追求生產(chǎn)利潤(rùn)最大化為目標(biāo)，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)范性、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)管理工作沒有足夠重視，以致造成事故，給企業(yè)和社會(huì)造成嚴(yán)重的損失。

另外，混凝土外加劑作為高性能混凝土的重要組成部分，其質(zhì)量的穩(wěn)定對(duì)混凝土的施工質(zhì)量、強(qiáng)度和耐久性有直接的影響。目前，混凝土外加劑企業(yè)的生產(chǎn)管理能力和質(zhì)量控制水平差距非常大，大型企業(yè)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，花巨資投入提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，以提高生產(chǎn)線的本質(zhì)安全度和參數(shù)控制準(zhǔn)確性，從而保證產(chǎn)品品質(zhì)；而部分小型企業(yè)由于技術(shù)、資金、管理等方面的不足，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量保障不充分，可能造成工程質(zhì)量問(wèn)題，甚至工程事故。

“當(dāng)前我國(guó)混凝土外加劑水平已經(jīng)很高，品種非常齊全，有工程需求的產(chǎn)品基本都可以滿足。在我看來(lái)，開發(fā)新型外加劑提升混凝土韌性是目前極具挑戰(zhàn)性的研究工作。此外，從工程角度追求耐久性是無(wú)止境的，國(guó)家應(yīng)從工程全壽命周期來(lái)選擇和使用優(yōu)質(zhì)外加劑，而不是最低價(jià)中標(biāo)?！比角秸f(shuō)。

技術(shù)提升要重視人才培養(yǎng)

冉千平是國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家。2000年進(jìn)入繆昌文院士團(tuán)隊(duì)以來(lái)，為我國(guó)混凝土外加劑實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化以及技術(shù)突破作出了突出貢獻(xiàn)。在冉千平眼里，重視人才培養(yǎng)正是蘇博特技術(shù)提升的制勝法寶。

“2000年我來(lái)單位時(shí)只有幾個(gè)技術(shù)人員，如今專職科研人員有210余人，其中中國(guó)工程院院士2人，國(guó)家杰出青年基金獲得者2人，國(guó)家‘萬(wàn)人計(jì)劃’入選者5人，其他省部級(jí)以上人才20余人?！比角街赋?，外加劑是化學(xué)、化工、材料、建筑多學(xué)科交叉的行業(yè)，為了使公司始終走在技術(shù)研發(fā)的最前沿，公司幾乎有一半人在從事工程、材料方面的研究，了解工程應(yīng)用端的專家也比較多。也正是因?yàn)槿绱?，蘇博特近年來(lái)在技術(shù)方面不斷取得突破。

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一角

江蘇蘇博特新材料股份有限公司/供圖

“江蘇蘇博特高性能土木工程材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究成果已獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省、部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)30余項(xiàng)，擁有授權(quán)專利700余件，其中國(guó)際專利24件，中國(guó)發(fā)明專利620余件，發(fā)表論文800余篇，出版論著5部，主編或參編各類標(biāo)準(zhǔn)70余項(xiàng)。這些成果應(yīng)用于水利水電、核電、高鐵、橋梁、港口、市政、工民建等工程，解決了許多技術(shù)難題，這一切成績(jī)的取得都離不開公司對(duì)人才的培養(yǎng)。”冉千平說(shuō)。

未來(lái)仍有很多事情要做

現(xiàn)代混凝土流動(dòng)性調(diào)控與超早強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)、混凝土收縮與裂縫控制關(guān)鍵技術(shù)、超高性能混凝土成套制備技術(shù)、新型自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)與制備技術(shù)及應(yīng)用、嚴(yán)酷環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)耐久性技術(shù)都是江蘇蘇博特高性能土木工程材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究方向。此外，蘇博特還在關(guān)注如混凝土增韌技術(shù)、防護(hù)修復(fù)材料、智能感知材料、先進(jìn)涂層材料的研發(fā)。

“未來(lái)，可能加入某種外加劑就可以感知混凝土裂縫或滲水，加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害的預(yù)警；涂上涂層就可以讓混凝土表面超疏水，從而大大提高混凝土耐久性。研發(fā)的路很長(zhǎng)，未來(lái)還有很多事情要做?！闭劦轿磥?lái)冉千平說(shuō)。

眾所周知，在國(guó)家建設(shè)量持續(xù)增長(zhǎng)和混凝土外加劑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的時(shí)期，制定行業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)企業(yè)在合規(guī)性認(rèn)證、節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、安全生產(chǎn)和產(chǎn)品品質(zhì)保證等方面進(jìn)行引導(dǎo)和管理是十分有指導(dǎo)意義的。對(duì)此，他建議：一是對(duì)年產(chǎn)量低于5萬(wàn)噸的新建混凝土外加劑企業(yè)項(xiàng)目的資質(zhì)審批嚴(yán)加控制，避免重復(fù)建設(shè)，合理分配產(chǎn)能。二是凡使用危險(xiǎn)化學(xué)品的混凝土外加劑，必須進(jìn)入專屬化學(xué)工業(yè)園區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)，嚴(yán)格按照化工項(xiàng)目建設(shè)流程對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)、安全環(huán)保評(píng)價(jià)及安環(huán)設(shè)施設(shè)備的規(guī)范投用、投入生產(chǎn)后安環(huán)管理制度及執(zhí)行情況進(jìn)行嚴(yán)加管控，提高企業(yè)的合規(guī)性。三是完善建立綠色建材產(chǎn)品評(píng)價(jià)認(rèn)證體系，對(duì)企業(yè)質(zhì)保體系運(yùn)行和產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)未通過(guò)評(píng)定的企業(yè)進(jìn)行資質(zhì)限定，在工程投標(biāo)時(shí)進(jìn)行選擇性排除。

除此之外，冉千平還認(rèn)為，要從重大工程開始，從全生命周期重視工程質(zhì)量，并建立綠色建材產(chǎn)品資質(zhì)評(píng)定制度，對(duì)企業(yè)合規(guī)性、生產(chǎn)能力、安全環(huán)保管理、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性及質(zhì)保措施有效性進(jìn)行認(rèn)證，保證合規(guī)高水平企業(yè)的利益，提供明確的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)展指導(dǎo)，促進(jìn)混凝土外加劑行業(yè)更好更快發(fā)展。