鞍山作為祖國鋼都,由于鐵礦選礦后的尾礦粉未能被利用及處理,粉塵污染十分嚴重,大量存放的尾礦已然成為重要的環(huán)境污染源和嚴重的公共安全隱患。國家始終積極倡導(dǎo)和尋求各種途徑促進尾礦固廢的綜合利用,遼寧科技大學(xué)為服務(wù)社會,與聚龍集團旗下全資子公司——集佳綠色建筑科技有限公司聯(lián)手合作,共同開展尾礦固廢綜合利用的科技攻關(guān)。
為尾礦粉開“藥方”
遼寧科技大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的胡君一博士長期從事有利于推動生產(chǎn)效益提升和改善生態(tài)環(huán)境的系列科研,其利用苊烯提純技術(shù)及工藝從鞍鋼焦化廢渣中提取光電原料苊烯,每年回收20噸致癌物質(zhì),給企業(yè)增加200萬元產(chǎn)值。
能否將“灰姑娘”變成“俏佳人”?成為胡君一始終思考的問題。于是,其帶領(lǐng)科研團隊和企業(yè)人員首先對尾礦粉的成分進行詳細分析,做了充分的市場調(diào)研和嚴密的科學(xué)論證后,結(jié)合建筑材料節(jié)能方面的思考,利用尾礦粉開發(fā)新型建筑材料作為未來的發(fā)展方向,最終鎖定了尾礦粉混凝土產(chǎn)品的開發(fā)。
兩年的理論研究和試驗檢測,胡君一終于開出了一款“藥方”——由大量尾礦粉等工業(yè)固廢以及復(fù)配添加劑等組成漿料,再在漿料成型過程中采用“化學(xué)發(fā)泡技術(shù)”進行處理。理論推導(dǎo)無懈可擊,試制的小型保溫磚、保溫板也“無話可說”,似乎一切都在掌控之中。
但是,項目研究卻遇到了“攔路虎”——施工工藝復(fù)雜,成本太高,市場“不給力”,產(chǎn)業(yè)化前景不看好。部分研究人員打起了退堂鼓。柳長慶教授意志堅定,力排眾議,決定迎難而上,繼續(xù)推進項目,他說:“這是利國利民的大好事,我們不能終止,問題都能解決的。”遼寧科技大學(xué)校長孫秋柏教授親自掛帥,專門成立了科技攻關(guān)小組并擔任組長。就這樣,大家又重拾信心,“查缺補漏”,充實研發(fā)力量。
各攻所長,協(xié)作成效
隨著該項目的繼續(xù)推進和其服務(wù)社會的重大意義日漸凸顯,吸引了兩大團隊傾力參與。
遼寧科技大學(xué)土木學(xué)院田雨澤副教授帶領(lǐng)團隊助力科研。田雨澤本科專業(yè)是“工民建”,碩士專攻“鐵尾礦綜合利用”,加入到墻體材料研究項目中來,主要負責解決墻體結(jié)構(gòu)問題,還要一并解決墻體保溫、隔音、抗震、耐久、密閉等系列問題。“一個一個摳,一個一個解決”,結(jié)構(gòu)體系的確定和節(jié)點的構(gòu)造成為最難解決的問題。通過多種實驗,尤其是力學(xué)實驗分析和有限元分析,他們最終在芯材及節(jié)點構(gòu)造處理上,確定采用“格構(gòu)式的龍骨柱”,并且在龍骨柱與主體結(jié)構(gòu)的連接上取得了突破。據(jù)介紹,這種新型保溫墻體集成技術(shù),節(jié)能效果較傳統(tǒng)墻體提高50%以上,建筑節(jié)能達到75%以上。
另一支隊伍是來自同校電子與信息工程學(xué)院歐陽鑫玉教授團隊。歐陽博士攻讀的是控制理論與工程專業(yè),主要從事智能控制方面的研究。歐陽教授團隊針對“漿料的灌注工藝”展開攻關(guān)。“怎樣能既節(jié)約時間又提高工作效率并且又降低成本?”歐陽教授和來自企業(yè)的高級工程師周孟哲團隊腦洞大開,開發(fā)出全國首個“智能連續(xù)灌注機”,改變了傳統(tǒng)的手工澆注和單罐澆注方式,實現(xiàn)了墻體芯材的自動灌注,一次成型,只需20分鐘。該技術(shù)便于現(xiàn)場操作,施工效率提高50%以上,同時保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。
這三個不同學(xué)科的科研團隊,分別發(fā)揮自己的專長,相互借力,一起摸爬滾打,終將“短板”變“長板”。
自保溫復(fù)合墻體首亮相
就這樣,經(jīng)過校企合作,協(xié)同創(chuàng)新,無縫對接,利用輕鋼龍骨和纖維水泥壓力板支模,采用自主研發(fā)的智能灌注機,現(xiàn)場澆入由大量尾礦粉等工業(yè)固廢以及復(fù)配添加劑等組成的漿料,通過化學(xué)發(fā)泡技術(shù)制成一次成型自保溫復(fù)合墻體“現(xiàn)澆輕質(zhì)保溫復(fù)合墻體”技術(shù)終于問世,“尾礦固廢”終于變廢為寶,刷出了新的存在感。
截至目前,該技術(shù)已在多個工程中應(yīng)用,獲得2015年“工程建設(shè)魯班獎”的國家工信部綜合業(yè)務(wù)大樓、遼科大工程訓(xùn)練中心大樓、聚龍股份綜合辦公大樓、千山風景區(qū)游客中心等工程,都采用了這項節(jié)能技術(shù)。
項目中的產(chǎn)品、工藝、設(shè)備等關(guān)鍵問題研發(fā)成功后,遼科大團隊和聚龍團隊又開展了該項目的相關(guān)規(guī)范的制定工作。目前,遼寧省地方標準已發(fā)布實施,國家標準和行業(yè)標準也已進入審查和報批階段。這些成果的取得,為產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣及應(yīng)用暢通了道路。