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走进非金属材料创新中心:这些创新正悄悄影响着行业发展

2024-10-25 15:06:44     
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近日,中国建材集团与沙特阿拉伯国家石油公司(简称“沙特阿美”)正式签署了一份为期五年的合作框架协议,以期在先进材料与产业发展领域共享机遇、共谋发展。


三年前,中国建材集团所属 中国建筑材料科学研究总院有限公司(简称“中国建材总院 ” )就与沙特阿美跨领域强强联合,共同设立非金属材料创新中心,致力于加速非金属材料在建筑、材料、施工领域的应用,为全球可持续发展作出贡献。


中国建材总院是我国无机非金属材料领域极具规模的国家级科研机构,被誉为“新中国建材科技的摇篮和发源地”。在这里,创造了中国建材科技史上多个“零”的突破,围绕多个优势学科部署创新链,培育多个方向战略性新兴产业,创新精神的传承仍在继续,推动着材料技术的发展,并影响着整个行业。


本次采访,《中国建材》杂志记者走进了中国建筑材料科学研究总院有限公司非金属材料创新中心。尽管该中心成立还不满三年,但它已设立并资助了超过50个创新基金项目,其中一些突破性技术创新正在或将要对行业的发展产生深远的影响。


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使命在肩

剑指非金属材料创新应用


非金属材料创新中心是沙特阿美和中国建材集团,以及中国建材总院携手,继沙特阿美在英国、美国之后全球第三个、亚洲第一个非金属材料创新中心。


“一个是石油巨头,一个是建材领袖,一个是大型建筑材料综合性科研机构。跨界联手、强强联合地开启非金属领域战略合作,必将蕴含无限潜力。”中国建材集团总经理助理,中国建材总院党委书记、董事长,非金属材料创新中心管理委员会主席郅晓表示,致力于加速非金属材料的创新应用,打造更低碳、更可持续的建筑施工解决方案,是非金属材料创新中心成立的目标和愿景。当前,对温室气体排放低的材料的需求正在迅速增长,特别是先进复合材料和非金属材料。非金属材料创新中心通过开发和宣传非金属材料新技术,制定和转化非金属材料标准和规范,必将对提高人们对非金属材料的认识、培训建筑与施工领域群体,以及扩大和加速非金属材料技术在建筑与施工领域的应用起到积极的推动作用。


沙特阿美总裁兼首席执行官阿敏·纳瑟尔也在2024中国发展高层论坛上表示,沙特阿美将在化工品、先进材料、先进减排技术等五个关键领域与中国合作伙伴开展投资与合作,有望为双方带来巨大发展机遇。


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三年未满

奏响的是凯歌也是前进的序曲


作为国际化创新平台,虽然成立仅仅不到三年,但非金属材料创新中心现已拥有一个由院士及国内外顶尖专家组成的跨领域、多学科的技术委员会,共制定行业及团体标准9部,开展5G通讯基站、建筑工程、桥梁工程、沥青路面等示范应用工程近20项,碳减排超一万吨。


盘点非金属材料创新中心自成立以来所取得的成绩,郅晓表示,中心设立的众多科研项目已经取得了不错的进展,正悄悄影响、并推动着行业发展。

谈到精心设立的项目所取得的成绩,非金属材料创新中心主任李娟如数家珍。


她介绍,热塑性树脂基复材筋具有可多次成型、韧性高、耐久性好等优势,连续纤维增强热塑性树脂复合筋材产品的标准化项目解决了热塑性复材筋性能检测、测试与评价标准缺失问题,填补国内空白,更能满足工程结构应用需求;用于非金属材料表面高兼容性自修复防火涂料的研制项目,产品可赋予材料自愈性能,延长FRP材料服役寿命;项目开发的高阻燃超长服役年限热塑性聚烯烃防水卷材特别适合用于长期高温的单层屋面防水场景,实现“与建筑同寿命”的愿景;相变储能沥青混合料自融雪化冰性能研究与示范项目,拟研发高性能、低成本石油基复合相变储能材料,可克服传统除雪法带来的效率低、破坏路用性能、污染腐蚀环境、能源利用率低、资金投入大等缺陷……


创新不止

低碳环保才是发展底色

除了改变推动行业发展,为了更好地应对全球紧迫的能源、气候和材料挑战,积极布局后石油时代的能源转型和材料升级,中心也在积极响应和布局低碳项目。


在道路工程领域,机械发泡温拌沥青技术取得重大突破,沥青混合料施工温度可降低20℃以上,二氧化碳排放量减少50%以上,已在沪武高速示范应用;废旧沥青路面就地再生应用技术能100%利用原废弃路面材料,降低施工温度30℃,减少二氧化碳排放60%,已在沪陕高速和包茂高速示范应用;再生塑料被用来部分替代沥青和矿物填料,每万公里沥青路面可使用15万吨废弃塑料、减少1000万吨二氧化碳排放,项目成果在江苏宿迁道路建设中得到验证。


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图为再生塑料在沥青混合料中的应用



材料的持续创新正引领着建筑材料行业的变革,不仅提高了建筑效率与安全性,同时也促进了绿色理念的普及。其中,绿色信号塔用FRP复合材料替代金属铁塔,碳减排达43%以上;超低能耗建筑保温与结构一体化项目可实现建筑围护结构与主体结构同寿命,碳排放减少30%,全生命周期造价降低30%;利用脱硫石油焦渣协同二氧化碳制备水泥基材料,实现碳利用率10%以上。可以说,新材料的研发不仅推动了科技的进步,也为环境保护、能源利用以及人类生活质量的提升带来了无限可能。


“千吨废弃物,万吨碳减排,植树百万棵。也就是说,在中心项目的支持下,已成功消纳数千吨的聚合物废弃物,减少二氧化碳排放近万吨,相当于种植一百万棵树。”谈到项目成果及行业贡献时,李娟颇为自豪。


未来已来

突破性创新让行业迎来新机遇


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图为复合材料5G通信塔落地埃及



当前,世界各地都在如火如荼开展5G网络建设。与铁塔相比,复合材料通信塔轻质高强,且具有出色的耐候性,整座塔的重量和占地面积可分别降低了50%和30%,安装及运输方便,大幅降低了后期巡检和维护成本。由哈尔滨玻璃钢研究院有限公司项目在埃及建设的绿色5G复材通信塔受到了埃及用户的高度评价,被埃及电信公司誉为“前所未有的技术创新 ”。

而在越南北部海防市,由中国企业江苏恒美德新材料公司参与承建的拉赫港二期项目正在繁忙建设中。值得关注的是,这个工程中使用的筋材不是传统的钢筋,正是中心项目科技创新产品——纤维增强复合材料筋,简称FRP筋,在显著提高混凝土结构耐久性的同时,实现了全生命周期内的节能低碳。


image.png图为复合材料筋在越南拉赫港中的应用



“中心将继续加大建筑及基础设施建设领域优质材料的开发及推广工作,推动基础设施的高质量发展,以适应经济和社会发展的需求。”谈到下一步的发展,郅晓充满期待。


展望未来合作,双方期待在先进低碳材料与产业发展领域共享机遇、共谋发展。同时,我国提出的共建“一带一路”倡议与沙特“2030愿景”高度契合,这些都将对未来发展起到积极助力。


郅晓表示,建材行业目前正朝着更高效、更环保、更智能的方向发展,不仅解决了传统建材行业存在的问题,也为行业带来了新的发展机遇。“未来中心与沙特阿美的合作,有利于发挥我们在非金属材料领域低碳整体解决方案优势,助力全球建材行业转型发展。 ”


沙特阿美技术服务常务副总裁韦尔·贾法里表示,沙特阿美期望中心在材料科学领域实现重大突破,这些突破有望为建筑及施工行业带来切实好处。中心将致力于研发降低建筑行业碳排放的技术方案,以及提升产品质量和性能的创新科技,推动材料领域转型升级。






采编:《中国建材》杂志

本刊记者:吴跃



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