完美解决混凝土开裂 东南大学新技术保障南京地铁行车安全

[日期： 2015-01-27 ]

作者：中国江苏网

说起混凝土，可能大家并不会陌生，它大量的运用于我们生活中的建筑、桥梁等地方。这看似并不起眼的混凝土，在制造之初就有容易开裂的“坏毛病”，这隧道桥梁在使用中一旦开裂，后果不堪设想。作为中国研究混凝土材料最顶端的南京东南大学材料科学与工程学院，为这个问题的解决画上了完美的句号。

东南大学的前身中央大学就设立了工程材料、铸造机锻工等材料类本科专业。为了适应材料科学的发展，学校于1984年12月以铸造、金属材料及热处理等学科为基础组建了材料科学与工程系，后逐步集成了土木工程系的土木工程材料、机械工程系的先进材料加工等相关专业，并于2006年更名为材料科学与工程学院，至今已建院30周年、学科办学86年。目前国内混凝土材料专业仅有的两位工程院院士孙伟、缪昌文都在这里任职。“混凝土材料应用技术的研究主要针对于国家的重大工程，在南京主要是应用于地铁、长江隧道。”缪昌文院士告诉中江网记者，地铁隧道钢筋混凝土耐久性不足是主要问题。混凝土劣化的直观表现是结构出现裂缝、疏松、剥落等。由于混凝土的劣化,失去对钢筋的保护,导致钢筋锈蚀、结构失去承载力。

“鼓楼隧道就曾在2004年因为渗漏水严重而频繁维修，这严重影响隧道结构的耐久性及安全。”缪昌文院士表示，当新技术运用于混凝土之后，这方面的隐患就被杜绝了。“南京地铁从建设之初到现在的新线都采用了抗裂防渗的技术。”他说，地下水中的化学物质除对混凝土腐蚀外，还会渗透到钢筋表面，引起钢筋腐蚀。所以防护措施并不是在混凝土上加一个涂层简单了事。“加个涂层，过一段时间就掉了，而且有机材料和无机材料能否很好的融合，也是需要观察的。”他告诉记者，要从内核改变混凝土结构才能提高耐久性及不开裂。“南京地铁的隧道建设的都不错，百年不开裂是没问题的。”他说。

“我们国内一些地方的桥梁建设直接照搬国外技术，在钢筋表面涂一层环氧树脂。”缪昌文院士告诉中江网记者，这其实并不科学，环氧材料和钢筋混凝土热膨胀系数相差很大，随着时间的推移，两者会割裂开来，“环氧是有机材料，寿命也就20-30年，而我们的桥梁工程都是100年。”他直言，国外的技术不应该盲目照搬，应该取其精华去其糟粕。“现在的技术不断创新，把不可能变为可能。”他告诉中江网记者，传统认为的有机材料不能导电，现在也已经是历史了。

除了传统的混凝土耐久性及防裂研究之外，缪昌文院士的高性能土木工程材料国家重点实验室仍在建筑节能、开发生态材料、建筑垃圾再生等领域不断前行。“我国目前在生产材料所消耗的能源，占到全国总能源的20%，而技术创新可以降低能耗。”他表示，这对国家的节能减排事业有非常重要的意义。“一般新房装修，装潢材料都会有很大的味道，还含有甲醛等危害健康的东西。”他说，通过研究开发功能材料，可以让人类生活在健康、生态的居住环境里。“国家正在建设，拆迁总量很大，如果材料不能再生就非常可惜。”他告诉记者，像在英国拆一座房子必须要能做到材料百分百再利用，否则是没办法得到审批的。“我们目前也有再利用的情况，建筑垃圾变为道路的基层、桩机填料，细小材料做成粉末刷墙。”他说，但是利用率比较低，只有百分之十几。同样，像工业废料每年产出20亿吨，利用率不到20%，只要能提高一个百分点就是很大的进步了。

缪昌文院士还呼吁，希望国家的土木工程学科需要材料和结构的交叉融合，学科优势互补，事半功倍。“不管什么工程都应该遵照客观规律办事，抢工期不可取。”他表示，工程涉及百年大业，改造和修复任务减少的话，从另一方面来说也是节能减排的最大体现了。