新闻资讯



清华博士黑科技,延长混凝土建筑生命期


钢筋混凝土是如今最主要的建筑材料,我国也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区,其主要原材料水泥产量于2021年达到23.63亿吨,约占全球水泥产量的55%。

钢筋混凝土支撑起一栋栋高楼大厦,搭建起一座座遮风挡雨的“港湾”——房子,这是我们日常生活中最常见,也是最密不可分的一部分。

买房成了很多人奋斗一辈子的目标,辛苦积攒付了首付,谁都希望自己买的房子没有任何问题,可以安心住一辈子,然后传给儿女子孙。

但是屡见报端的新房质量问题让人揪心。墙壁开裂、渗漏水、墙皮脱落、钢筋锈蚀爆出等等屡见不鲜,新房如此,老旧房屋更甚,渗漏水的问题几乎都遇见过,结构变形也是令人悚然。

我们要住一辈子的房子,就这么不安全、不省心?

其实也不用太过担心,随着科技的不断创新发展,新型技术成果的落地应用,逐渐解决了过去很多无法解决的痛点问题,并在解决问题的同时还提供了额外的附加功能,一举数得。

如今很多防水材料专一解决渗漏问题,不过也有些防水材料既能解决防水、修缮问题,也能对建筑本身起到多种防护作用,既防水堵漏,又增强结构、防腐防盐。

来自清华大学的姚国友博士和他的科研团队,创新研发并成功转化应用的新型无机纳米硅离子技术及其成果,就在解决防水、堵漏的同时,为混凝土提供多种防护与修复,大大延长建筑的生命周期。

我们都知道,渗漏水问题是一个很普通很常见,也很令人头疼的问题,国内近亿户家庭遭受过或正在经历着渗漏困扰,厨房、卫生间、阳露台、地下室等等,每一处渗漏都让人头疼,不同的是,有些渗漏问题在新建时就已出现,有些则是在长久的使用中显现,情况不同,也需要区别以待。

姚国友博士的新型无机纳米硅离子技术就很好地从新建和修缮两个角度落地,针对建筑物生命周期的不同,具体问题具体分析,提供不同的解决思路和解决方案。

新建建筑防护方向

新建钢筋混凝土结构在施工时,由于材料配比、振捣不均匀、养护不到位等因素影响,致使混凝土内部出现孔隙,孔隙失去与外部均衡的力,会造成应力变化拉伸孔隙周围,进而产生裂缝,成为渗漏水的根源。

结构施工完成后,会通过表面成膜材料如卷材、聚氨酯等来构筑外设防水层,但这类材料容易遭受外力的破坏,后续施工若是有尖锐物刺破,就会成为渗漏点,进而窜水,整体失效;此类材料对结构表面要求也极高,有灰尘或是不平整,粘结力就会受影响,久而久之就会起泡、起鼓、脱落,失去效果……

姚博士团队的新型无机纳米硅离子技术在新建建筑防水防护角度则是从结构自身出发,通过提高混凝土综合性能,来提升结构自身防水抗渗特性,构筑与结构一体且同寿命的防水防护效果。

针对新建混凝土内部容易出现孔隙、裂缝,及传统防水材料的缺陷弊端,姚博士团队技术成果成功转化应用,以内掺材料在混凝土搅拌中加入,进而融入结构本体,在混凝土内部以活性硅和水、氢氧化钙进行化学反应,产生不可溶的枝蔓状结晶体,大角度、大面积的繁殖填塞毛细孔和细微裂缝,切断了空气与水流的通道,增加了密实度,这种重复反应、繁殖的机能,使混凝土温裂、收缩产生的裂缝得到了自愈,从而达到了永久性的防水、防潮的作用,混凝土孔隙密实后,还可以抵御二氧化碳、酸碱物质、氯离子等的侵蚀,提升抗碳化、抗冻融性,使普通混凝土的寿命延长1-2倍。

混凝土结构本体提升了防水抗渗性能,符合国家对于建筑防水工程设计工作年限的新要求,尤其是地下室防水工程防水工作年限不低于结构设计工作年限的要求,符合发展趋势,非常具有应用价值。

既有建筑修复方向

一幢幢高楼大厦、一栋栋雄伟建筑正在如火如荼地兴建,与此同时,那些建好投入使用的钢筋混凝土建筑则在经历着时间的考验,一步步地向前走,履行着服务社会、服务居民的使命。

随着时间的推移,建筑在逐渐老去,大量的既有建筑老旧、开裂、渗漏,防水层老化脱落、防水材料搭接边窜水、结构沉降等问题日益突出。旧改政策的推进,让老旧小区迎来了“改造新生”,渗漏水修缮、裂缝修复、结构加固等需求是较为突出也是迫切需要解决的问题。

基于此,中国建筑节能协会绿色社区专业委员会评选出全国城镇老旧小区改造创新推荐产品、技术、项目,姚博士团队的混凝土防护技术成果成功入选,获得推荐。

钢筋混凝土结构在长久的使用中,会受到各种侵蚀因子的破坏,出现裂缝、渗漏等问题,水分、酸碱盐进入内部,锈蚀钢筋,致使钢筋膨胀,拉裂混凝土,裂缝增大,恶性循环,使得结构安全大大降低。

因此封堵孔隙,提升防水抗渗性能,全面提高混凝土耐久性、增强结构,是老旧建筑维护的重心。姚博士团队精准切入老旧混凝土的痛点,将无机纳米硅离子技术应用在防水和修缮领域,以国家专利成果,精准防护混凝土。

姚博士团队的混凝土防护技术的核心是掌控纳米微细化改性技术、反应控制技术、渗透深度增强技术和结晶促进技术,进而控制纳米尺寸“硅离子”的渗透深度和反应时间,深入渗透到混凝土内部30-50mm,跟混凝土中的钙离子发生化学反应,生成结晶体充分填充内部孔隙和细微裂缝,使混凝土致密性更好,从而能够抑制混凝土裂缝的产生,提高防水等级,切断渗水通道,根本性解决建筑渗漏水的问题。

与此同时,普通混凝土的抗折、抗压强度、耐腐蚀、抗冻融、抗氯离子等多方面耐久性能也能得到大幅提升,从而转化为高性能抗渗混凝土;施工方便、操作高效,绿色环保且效果持久,与结构同寿命,有助于更多老旧小区快速改造,长久宜居。

如今国家推动实现碳达峰、碳中和目标,必然会减少老旧建筑的拆迁,注重既有建筑的维护,姚博士团队的无机纳米硅离子技术科研成果为无机材料不含碳,生产及施工过程碳排放很少,提高混凝土耐久性的同时,间接减少水泥消耗,为双碳目标贡献了一份力量。

无论是新建还是老旧混凝土结构建筑,都承担着重要的功能,因此做好新建建筑防护和老旧建筑修复势在必行,我们期待姚博士有更多新技术、新成果转化落地应用,助力混凝土防水防护,打造更多百年工程!

想了解更多姚国友博士团队的最新科研技术成果,可以报名参加1月6日-7日在苏州举办的“新起点、新征程、新跨越”佳固士品牌10周年庆典,和清华大学团队一起深度探讨混凝土新建建筑和既有建筑的防水防护与修复!