首页 > 转载:“小材料”撑起了大国建筑

“掌握核心技术就能赢得话语权。”当前,新一轮科技革命的兴起正改变着世界产业格局,科技创新重要性已成为各国共识。我国混凝土外加剂产业就是其中的典范,通过自主创新,该产业实现了从跟跑、并跑直到领跑的超越,一举打破了国外公司的技术垄断,助力了田湾核电、三峡大坝、苏通大桥、杭州湾跨海大桥、港珠澳跨海大桥等国家重点工程屹立挺拔。而这一切得益于江苏苏博特新材料股份有限公司国家重点实验室首席科学家、第三届江苏省专利发明人获得者冉千平以及他带领的团队。


打破垄断,国产外加剂未来可期


混凝土外加剂作为新型材料一直以来被喻为水泥混凝土的“血液”,是推动建材行业实现“碳达峰、碳中和”战略的重要材料。伴随着我国国民经济的飞速发展,中国建筑业市场步入快车道,传统混凝土搅拌生产,不再满足城市规模建设,市场对可降低单方混凝土水泥用量,却能提升混凝土力学性能和施工性能,并能延长建筑使用年限的混凝土外加剂需求日趋加剧。但由于没有掌握核心技术,国内的高性能混凝土外加剂市场基本被国外公司所垄断,成本只有4000元/吨的混凝土外加剂,市场售价高达35000元/吨。


彼时的冉千平刚从四川大学高分子材料专业研究生毕业,被时任江苏省建筑科学研究院建材所所长缪昌文教授召入了团队。作为先进建筑化学功能材料基础问题及共性技术研究领域的一员,冉千平立志凭借创新研发的力量,让混凝土外加剂实现“中国造”,打破市场上“进口独大”的格局。在此后的时间里,冉千平全身心地投入研发中。


“虽然,每立方米混凝土只需使用200至500克的外加剂,但这项技术的研发却并不简单。”提及这项技术的研发,冉千平感慨万千。他介绍,2000年前,高端混凝土外加剂技术完全依赖进口,通过比较,他尝试用优先竞争吸附的原理去解决传统产品无法解决混凝土流动性损失大的难题。但该项技术在国内还处于空白阶段,为收集资料,他一边泡在图书馆翻阅大量的外文书籍文献,一边埋头在实验室练习,即使是凌晨三四点,灯火通明的实验室里依旧会有他的身影。在中试阶段,他一直守在现场,为获得第一手数据,他曾在工厂七天七夜不休息,实在熬不住了就在实验釜边上打个盹。


皇天不负有心人,仅花费半年时间,第一代“中国造”混凝土外加剂研发成功。冉千平回忆,作为首款国产接枝聚合物类产品,这款外加剂解决了中低流动性混凝土流动度损失大的难题,而凭借着这项过硬的技术,他们打败了了国内外十几家竞争对手,顺利中标田湾核电站建设工程,田湾核电站因此成为首个使用“中国制造”混凝土外加剂的核电工程。自此,国外对我国核电工程外加剂的垄断结束,“中国制造”混凝土外加剂未来可期。


瞄准痛点,后发优势赢得产业“先机”


“首秀”的成功,不仅激发了冉千平继续研发的雄心和斗志,也让他认识到在高手林立的混凝土外加剂“江湖”,“中国制造”要实现异军突起,打破国外垄断只是第一步。冉千平坦言:当时国内外加剂行业上下游产业并不完善,即使是第一代“中国制造”混凝土外加剂原材料也均来自日本与德国。在梳理了外加剂产业的上下游后,冉千平决定边创新升级已批量生产使用的外加剂,边打造一条完整的产业链,提高供应链自主可控能力。


瞄准目标,冉千平迎难而上,但创新发明之路并非一帆风顺。“科技成果从实验室走向产业化,过程很困难!” 冉千平坦言,将计划付诸实践的过程中,最难的莫过于科研成果从实验室到产业化、从想法到市场的挑战。因为,从实验室到产业化,中间包括了小试、中试等多个环节,仅仅做出实验结果是不够的,还要综合考虑产能、合格率、安全性和环保等多种因素。此外,“中国制造”的混凝土外加剂要实现“后发优势”不能只追求性能,更重要的是要实现稳定、安全。因此,在制造出“进口替代品”后,他与团队不再满足于对国外现有技术的拷贝,而是通过产业化推动创新发明。


“发明创造没有实现产业化就是无效创造。”除了持续创新发明外,冉千平意识到产业基础能力薄弱,提高产业链供应链自主可控能力也迫在眉睫。但与其他产业不同,外加剂产业不仅专业性强,行业跨度也较大,涵盖了有机化学、化学工程、高分子材料、建筑结构等多个领域。为打造安全可控的混凝土外加剂产业链,冉千平协同江苏苏博特新材料股份有限公司百余人的科研创新团队,其中包括国家杰出青年基金获得者、“万人计划”人才和国务院特殊津贴获得者等行业顶尖人才,通过众人的集智攻关,苏博特在混凝土外加剂领域,形成科研开发、规模生产和专业化技术服务的完整体系。同时,市场上混凝土外加剂价格也由最初的35000元/吨,下降至8500元/吨,“中国制造”开始一路高歌猛进,曾经垄断国内市场的国际企业逐步退出舞台。


创新不止,“中国制造”品牌已形成


从后知后觉到高歌猛进,国产混凝土外加剂产业发展从未停歇,作为产业带头人,冉千平的创新发明脚步也从未停止。他总是说:“现在是科研人员创新的最好时期。”在他看来,创新即发展,创新即改变。在高质量发展的当下,一个小小的创新或许就是一个增长点,刺激着产业不断扩大、升级,为国家、社会创造大量财富。


近年来,混凝土外加剂研发技术不断更新,其产业也在逐渐扩大。特别是我国基建工程的全部铺开,让原本年销售量已达百万吨的外加剂变得更为抢手,产品供不应求。冉千平解释,伴随着经济的快速发展,高层与超高层建筑不断涌现,对混凝土流动性保持也提出了更多更高的要求。针对这一市场要求,冉千平带领团队发明了缓控释型流动性时变调控材料,解决了新疆、广西和南美洲高温严酷环境混凝土流动性损失大的技术难题。之后,苏通大桥、润扬大桥、杭州湾跨海大桥以及世界最长的跨海大桥——港珠澳跨海大桥均应用了他们的技术。


即使已在外加剂领域荣获诸多殊荣,但冉千平对发明创新仍充满热情。近年来他和团队不仅发明了人工砂外加剂,还创新研发了混凝土低能耗制品专用外加剂,通过采用纳米技术,满足了高铁轨道板制品抗压强度,实现了高强混凝土预制管桩的免蒸压,改变了过去建筑业中采用的能耗高、低寿命的高温、高压蒸汽养护工艺。此外,冉千平还在不断自我突破。他透露,目前他还在进行一项具有行业挑战性的创新发明,预计新品将于5年后面世,该项发明或将提升30%的混凝土建筑的韧性,从而增强建筑物抗震能力与安全性。


其实,冉千平不仅热爱发明,更懂得保护发明成果。冉千平介绍,目前,他所带领的团队已对拥有的发明成果进行专利布局,现已有国家授权专利200余项,其中涵盖多个高价值专利,团队成员也都进行了知识产权专利培训。不仅如此,为鼓励大家创新研发,江苏苏博特新材料股份有限公司还成立内部专利评定小组,对高价值专利进行内部的分级管理。


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