勇啃建筑新材料研发的“硬骨头”
——记上海二十冶“武猛职工创新工作室”领衔人武猛
2021-04-19陈琳
陈 琳
但凡有人要了解上海二十冶的发展和科研建设成果,“武猛职工创新工作室”都是必须要提的工作室之一。这个外表质朴的工作室中,有一角摆满了团队的创新成果。生态无机纳米憎水材料有着与荷叶相似的毛绒结构,是帮助工程人员应对雨水的好帮手;高延性水泥基复合材料因为有高韧性的内“筋”,看似是水泥,却能在拉伸和剪切的状态下呈现出高度延展性……
“武猛职工创新工作室”挂牌成立不到半年,但实际上已在研发道路上行走多年。以武猛为带头人的工作室成员历经五年,先后创新研发了超高性能混凝土制品(UHPC)、高延性水泥基复合材料(ECC)、生态无机纳米憎水材料等新型建筑材料,部分新型建材已应用到工程建设中,绿色技能环保效果显著。
作为工作室的领衔人,武猛本人外表也相当朴实,平日里总是穿着工作服、埋头于研发工作的他,也并非夸夸其谈之人,做事实在,说话也实在。但他个人的成就和团队的成就骄人。在二十冶工作11年,他已经完成了中国冶金建设协会部级工法4 项,“上海市科技进步三等奖”、“上海市安装行业科技创新一等奖”、“中冶集团科学技术奖一等奖”。
从基层岗位做起,武猛先后担任过分公司技术员、研发中心主任、技术质量部部长、副总工等职务,如今凭着过硬的实力和“硬核”成绩,年轻的他已经成为上海二十冶工程技术服务公司总工、高级工程师。
守正创新的背后是一颗热爱研发的心
“我在研究生时读的专业就是材料学,毕业后进入了集团的混凝土公司的研发中心,所学专业和我的职业方向还是比较匹配的。”在很多人眼里,材料研发周期长,而且,很多精力要投入到枯燥的试错实验之中,要出成果就必须在未知的状态坚持和坚守。如果没有一颗热爱科研的心,是很难坚持下来的。而武猛恰恰就有一颗热爱科研事业的心。
“我很喜欢自己所选的这个专业,可以说有一种很强的职业认同。我能在新产品的研发中体会到乐趣,愿意为新产品的开发付出时间和精力,也能在新产品开发成功及应用后体验到强烈的成就感和自豪感。”武猛的话虽不多,但也足以说明他有今天的成就的主要原因。
2010 年6 月,从安徽工业大学材料科学与工程学院材料学专业硕士研究生毕业后,武猛便全身心投入到材料研发的事业之中。
中国二十冶集团及所属的上海二十冶都是国有大型施工总承包企业,所承建项目的体量比较大,类型也比较多,央企的平台、领导的支持和自身的兴趣,为武猛进行新材料的研发和应用提供了广阔空间和机会。
和研究所、高校实验室的科研学者不同,武猛他们的研发起点是工程项目的实际需要,所有的成果最终要在工程项目的应用经过。显然,这是难啃的硬骨头,武猛对此也深有体会,“起点与终点之间是我们所要付出的努力。”
实际上,在工程中发现问题和需求,寻找具体解决方案的过程自然不可能都是顺利的,需要耗费大量的时间和精力,关键是还不能保证一定能够成功。“时间一久就容易被自我否定和挫折感困扰。”武猛坦言,这时候,他和团队也会寻找一些外部的帮助。比如,向高校的老师请教、向一些老前辈取经、跟同事一起交流沟通,逐步优化各种材料的配比,通过小试、中试、少量生产、批量生产,在一步步的摸索中逐渐的开发出能够满足工程实践的产品。
为绿色城市和美丽乡村建设“铺路”
可以说,每一项成果都凝聚着武猛和团队成员无数的心血。
随着中国建筑的老龄化,以及抗震设防要求的提高,对老旧建筑的加固需求越来越大。上海二十冶及中国二十冶集团近年来承接了很多旧房加固改造的工程,项目需要用ECC 进行加固。
“这种材料最早是由美国的Victor Li 博士发明的,在水泥基中加入高性能工程纤维的复合材料,能改变传统水泥基材料的脆性、刚性特征,使其从而可延伸、可弯曲。但具体的材料配比却需要后来的研发者自行摸索。”武猛介绍说,他们研发ECC 之前,市场上能够提供这种产品的厂家不是太多,而且产品质量也参差不齐。“如果我们自身不掌握这种技术研发能力的话,无论是工程产品的质量还是成本控制都很难得到有效的保证。”
接到研发任务,武猛敏锐地抓住了问题核心。“除了胶凝材料和骨料的合理配比外,最重要的就是高性能纤维的选择。”市场上的高性能纤维种类很多,这些纤维本身并没有明显的优劣之分,都有各自的优缺点,有各自适用的应用场景。为了找到最合适的材料,武猛带领团队开展了大量的试验,材料一种一种拿来尝试,一个个否定。尽管研发一度遇到瓶颈,但武猛用他所介绍的科学方法和正确心态坚持向前走,最终,功夫不负有心,他们成功了。
使用这种ECC,无需对建筑原结构进行破坏,只需像涂抹普通砂浆一样,在老旧建筑表面涂抹上一层,就能起到很好的加固效果,成为老建筑修复中的“神助攻”。
而其团队研发生态无机纳米憎水材料,则是为了满足二十冶承建的生态项目及建筑工地的临时道路硬化的绿色环保需求。在反复试验后,武猛借鉴了“荷叶”表面的微观毛绒结构,用天然植物油降解物和多聚硅新材料等活性物质,制成了这种生态无机纳米超憎水材料。据悉,使用这种材料对工程道路进行硬化,不仅大大节省了工程成本,在施工完成后,路面还可100%复垦,环保性能是传统的混凝土硬化路无法比拟的。这种材料被业内公认在绿色城市及美丽乡村建设中大有可为。
最近,武猛正在带领团队根据海防工程的需求,开发超早强、超憎水、高韧性水泥基快速修补料。“海岸建筑物的修补,难度在于要涨潮时无法修补,退潮时修补时间有限。”而武猛他们的研发目标,是使这种修补材料在三小时内快干,达到高抗压、高抗拉强度,兼具超憎水和高延性的效果。这种材料一旦问世,将投入海岸工程落潮期的快速报修之中。
“在研发过程中,一定要报有信念,”武猛坚信,只要不断的奋斗与进取,就会不断的积累与提升,从量变到质变的转化一定会发生。
不止如此,武猛对工作室的发展也有了明确的规划。“作为企业的创新工作室,一定要立足于服务企业、创造价值。”他透露,依托创新工作室,他们已经注册了“廿冶”商标。“未来我们希望通过工作室的技术成果产业化,尽快打造拥有自主知识产权和市场竞争力的‘廿冶’新型建材品牌。”