濟南大學程新教授研究團隊：變廢為寶促進綠色低碳高質量發展

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 魏海政 通訊員 劉珂珂）“針對用鐵尾礦和赤泥這兩種廢棄物來制備高速公路路基材料。我們發明了一個非常好的固化劑，它可以把固廢固結住，讓固廢跟膠凝材料發生反應，產生比較高的強度，代替石子。”近日，濟南大學山東省建筑材料制備與測試技術重點實驗室教授程新告訴記者，每生產一噸固廢基膠凝材料可有效降低二氧化碳排放量82.8%，降低能源消耗83.9%，以雙向六車道高速公路計算，每公里可減少碳排放近900噸。

水泥是重要的建筑材料，應用于交通基礎設施、房屋建筑工程等，水泥的性能對這些建筑物的使用壽命起著決定性作用。隨著人類生存空間的不斷擴大，越來越多的基礎設施建在海上、深入地下，傳統水泥無法滿足建設要求，需要研制新體系特種水泥，來解決普通水泥不能適應嚴酷環境和特殊工程的問題。濟南大學程新教授團隊長期從事先進建筑材料研究及應用工作，目前已經取得突破性成果，并在重要基礎工程領域得到應用。

在濟南大學山東省建筑材料制備與測試技術重點實驗室，程新展示了一種名為硫鋁酸鋇鈣的水泥材料，這種水泥雖然顏色比普通水泥稍淺一些，但和普通水泥相比，最大的特點是和海水里的氯離子不產生化學反應。

程新說，膠州灣大橋用的就是這種水泥，“膠州灣跨海大橋是一座40多公里的大橋，它的橋墩直接泡在海水里。如果用普通的水泥，會與海水里的氯離子和硫酸根離子反應，最終消耗掉，橋墩就會受到破壞，影響使用壽命，危及橋梁安全。我們研發的這種水泥是一種新的礦物，叫硫鋁酸鹽礦物，水化以后抗硫酸根離子，抗氯離子，它們之間不反應。”

通過教授、教師、研究生在內的上百人團隊經過20多年的努力，上萬次的反復實驗，同時與企業密切配合，一個新的水泥體系得以形成。“發明新的礦物體系，這是第一難；第二難在生產，一般來說，水泥的生產在回轉窯，對于一個新的礦物體系，制備過程有很多困難，比如說，在窯里堵塞管道，從制備時就要解決它；從應用的角度，它有防腐抗滲的性能，在使用過程中，凝結時間很關鍵，太快了也不行，還沒等做好橋構件，它就凝結了，也不行。”程新說。

團隊首次合成了硫鋁酸鍶鈣單晶，建立了硫鋁酸鋇（鍶）鈣礦物的組成、結構與性能的關系，制備了以硫鋁酸鋇（鍶）鈣為主導礦物的系列新體系特種水泥，并實現工業化生產。這種水泥具有快硬早強、防腐抗滲等優異性能，能源、資源消耗顯著降低，耐久性有效提升。

高質量發展離不開資源的合理利用，固體廢棄物侵占農田，污染環境。對我國大量的固體廢棄物資源進行綜合利用，既能夠有效節約寶貴資源，又能夠為我國實現可持續發展提供保障。隨著科學技術的不斷發展，各種廢棄物被成功利用成為優質材料。近年來，程新團隊聚焦固體廢棄物資源化利用，在技術上進行創新，取得了很好的進展，獲得了專利，正在進入產業化階段。

團隊始終牢記國之大者，大力開展應用性研究及技術推廣，積極服務國家創新驅動發展戰略、黃河重大國家戰略和綠色低碳高質量發展戰略需求。近五年來，與中國建材集團、金隅集團、山東高速等行業領軍企業圍繞低碳先進材料開展協同創新，承擔國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目等30余項，建立人才培養基地35個，形成新技術、產品60余項，相關技術成果在國內外重大基礎建設工程推廣應用，創造經濟效益數十億元，為服務國家高質量發展戰略和區域經濟發展做出重大貢獻。與濟南市政府簽訂合同額2300萬元“一事一議”頂尖人才團隊項目，促進學科技術高質量服務地方經濟。圍繞“功能水泥基材料”持續專利導航，將13個專利打包作價2000萬元成立科技型公司，在京滬高鐵、濟南黃河隧道等重大基礎設施中成功應用。

圍繞行業發展重大難題，團隊承擔國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目等255項，總經費超2億元，獲國家技術發明二等獎2項、中國建筑材料科學技術一等獎3項、省部級科技獎勵10項。

“長壽命、高性能、低碳，這是建筑材料的發展方向，我和我的團隊有責任、有使命繼續深耕這個方向的研究，為國家的建設作出重要貢獻。”程新說。