李宗津：混凝土研究意義重大 中國平均每年每人消耗6000公斤混凝土

  李宗津教授的研究項(xiàng)目旨在解決混凝土應(yīng)用難題。圖為港珠澳大橋 資料圖片

  國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一日千里，過去幾年，高速公路總長每年增加5000公里，大型橋樑工程佔(zhàn)世界近五成?！笆濉币?guī)劃中的重大工程如今全面鋪開，對(duì)混凝土的需求提到新的高度。在這樣的背景下，香港科技大學(xué)李宗津教授領(lǐng)導(dǎo)國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（下稱973計(jì)劃）─環(huán)境友好現(xiàn)代混凝土的基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，針對(duì)國家重大工程的急需，長期研究開發(fā)混凝土增韌劑、耐久性增強(qiáng)劑，解決現(xiàn)代混凝土早期易開裂、耐久性差，服役壽命短的難題，同時(shí)探索最大限度地減少水泥用量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的新途徑。

  “過去幾年，中國平均每年每人消耗6000公斤混凝土，幾乎是世界的兩倍。我經(jīng)常和學(xué)生說，將你每年消耗的所有食物和水加起來，都不及你用的混凝土多?！睊裨L一開始，李教授就向記者陳明了混凝土研究的利害，“國家對(duì)混凝土的用量這么大，對(duì)它的研究必然具有重大意義?！边@個(gè)當(dāng)年因?yàn)閲翌I(lǐng)導(dǎo)人的一句“回香港就等于回國”而從美國來到香港的土木工程學(xué)家，言辭中充滿著對(duì)國家的關(guān)切，談起混凝土研究更是滔滔不絕。

  2009年，李宗津教授獲國家科技部委任，成為973計(jì)劃中唯一一個(gè)混凝土研究項(xiàng)目的首席科學(xué)家，這亦是首次由香港科學(xué)家擔(dān)任國家973計(jì)劃首席科學(xué)家。對(duì)此，李教授表示，正是香港得天獨(dú)厚的區(qū)位優(yōu)勢(shì)幫助了自己。

  原來，當(dāng)時(shí)東南大學(xué)一位混凝土專家常邀請(qǐng)李教授討論研究事宜。但無奈該專家超齡，故推薦李教授來擔(dān)任首席科學(xué)家，向科技部申請(qǐng)973計(jì)劃。“這是香港優(yōu)勢(shì)，既可參加內(nèi)地研究，也可參加海外研究，佔(zhàn)盡天時(shí)地利。”

  納米尺度揭秘物料本質(zhì)

  混凝土是最主要的建筑材料，李教授統(tǒng)計(jì)，中國人均年消耗混凝土的數(shù)量約佔(zhàn)世界總量的60%。但利用率低，使用壽命短亦是普遍存在的問題。

  李教授解釋，混凝土作為復(fù)合材料，由膠凝材料、骨料和水適當(dāng)比例配置，經(jīng)過系列物理、化學(xué)反應(yīng)形成?！盎炷猎睾芏?，元素組成也很復(fù)雜，若搞不清楚，就好比研究人體沒有分清楚細(xì)胞和基因?！币虼?，李教授決定從納米尺度的最基礎(chǔ)點(diǎn)出發(fā)，去研究混凝土最本質(zhì)的東西。

  他憶述，當(dāng)年973項(xiàng)目答辯時(shí)，很多教授對(duì)從納米尺度研究混凝土不以為然，后來紛紛改觀，承認(rèn)他的觀點(diǎn)正確。

  開發(fā)新產(chǎn)品建大橋核電

  除了對(duì)混凝土本質(zhì)進(jìn)行基礎(chǔ)研究，李教授還針對(duì)內(nèi)地混凝土使用過程中出現(xiàn)的問題，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性的提出了研發(fā)第四代混凝土的計(jì)劃。他指出，第四代混凝土一方面提高了韌性與延性，不開裂，耐久性高；另一方面還符合環(huán)保原則，減少用量，降低污染。

  新一代混凝土在內(nèi)地諸如京滬高鐵、泰州大橋、崇啟大橋、田灣核電站等重大工程項(xiàng)目均有應(yīng)用，其中泰州大橋?yàn)榍准?jí)三塔兩跨式懸索橋型，對(duì)結(jié)構(gòu)材料要求極高。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型混凝土，成功幫助大橋解決了橋樑薄壁箱容易開裂的問題。

  2013年，項(xiàng)目周期結(jié)束，中國工程院對(duì)成果匯報(bào)非常滿意，主動(dòng)要求李教授為首的團(tuán)隊(duì)再申請(qǐng)一次973計(jì)劃。2015年，團(tuán)隊(duì)成功獲批，兩地科學(xué)家原班人馬繼續(xù)合作。第二次研究主題是延長混凝土在特殊嚴(yán)酷環(huán)境下的壽命，比如團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在也在參與南海一些工程項(xiàng)目。