鐵路公路、橋梁隧道、水利水電……凡是有混凝土的地方,就要面對(duì)養(yǎng)護(hù)防護(hù)和裂縫修復(fù)的難題。來(lái)自清華大學(xué)水利水電系的博士生姚國(guó)友帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種基于納米技術(shù)的混凝土養(yǎng)護(hù)修復(fù)劑——“佳固士”,既能做新建混凝土的“面膜”,抑制裂縫產(chǎn)生;又能充當(dāng)已裂縫混凝土的“創(chuàng)可貼”,讓混凝土的傷口修復(fù)如初。
姚國(guó)友對(duì)噴涂材料的研發(fā)源于一個(gè)“意外的”發(fā)現(xiàn)。2011年,他跟隨導(dǎo)師安雪暉參與一個(gè)新型涂料的研發(fā)課題,用來(lái)解決南方地區(qū)供水管線(xiàn)經(jīng)常被一種淡水貝附著,其分泌物侵蝕水管的混凝土結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。為此,姚國(guó)友搜集了市場(chǎng)上所有的防腐蝕材料一一進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一種特殊材料偶然間進(jìn)入到姚國(guó)友的視野之中:雖然它的防貝效果不明顯,但是對(duì)于混凝土本身強(qiáng)度的提高卻有著明顯的改善效果。但這種進(jìn)口的防護(hù)材料非常昂貴,每平方米的價(jià)格接近100元,這對(duì)于動(dòng)輒上千、上萬(wàn)平方米的混凝土工程來(lái)說(shuō),是一筆很大的開(kāi)支。姚國(guó)友由此得到啟發(fā),如果能破解出這種材料的配方,將其國(guó)產(chǎn)化,必定能將成本大大下降,那么它的市場(chǎng)前景不可小覷。
姚國(guó)友的解決方案是將材料噴灑在混凝土表面,使其與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),生成新物質(zhì)將水汽離開(kāi)時(shí)留下的氣泡填滿(mǎn),進(jìn)而達(dá)到修復(fù)效果。此外,化學(xué)反應(yīng)生成的硅酸鈣,本身又是混凝土的成分之一,不會(huì)與原材料發(fā)生“排異”,也避免了熱脹冷縮等不良反應(yīng)。他花了整整兩年時(shí)間去反復(fù)試驗(yàn)混凝土修復(fù)材料配方。在整個(gè)過(guò)程中,每次實(shí)驗(yàn),從混凝土的備料、制成,到硬化養(yǎng)護(hù)……時(shí)間周期長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多月。最終的配方實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,噴灑了涂料的混凝土對(duì)水壓的承載力是普通混凝土的3.5倍,高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2倍,某些性能甚至還要優(yōu)于國(guó)外配方。整體折算后,使用新型修復(fù)涂料的綜合防護(hù)成本,要低于傳統(tǒng)的物理防護(hù)。
此后,他在導(dǎo)師的支持下注冊(cè)了“佳固士”品牌,投身這個(gè)巨大的混凝土修復(fù)市場(chǎng),面向全國(guó)推廣他的新型涂料。為了讓用戶(hù)直觀(guān)了解修復(fù)效果,他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累,總結(jié)出噴灑量與混凝土內(nèi)部氣泡變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過(guò)混凝土內(nèi)部氣泡的變化來(lái)揭示涂料的修復(fù)效果。未來(lái),姚國(guó)友還希望開(kāi)發(fā)出一個(gè)手機(jī)APP,用戶(hù)可以通過(guò)選擇修復(fù)效果的強(qiáng)度,直接實(shí)現(xiàn)對(duì)修復(fù)材料噴灑量的控制。姚國(guó)友對(duì)未來(lái)信心滿(mǎn)滿(mǎn):“我導(dǎo)師總用阿甘來(lái)鼓勵(lì)我,他說(shuō)阿甘是跑遍美國(guó),那我要噴遍中國(guó)的混凝土。”順義、青海、煙臺(tái)……“姚阿甘”帶著“混凝土美容師”的夢(mèng)想,正奔赴在噴遍全國(guó)混凝土的路上,他期待自己研發(fā)的新技術(shù)能在建筑養(yǎng)護(hù)修復(fù)領(lǐng)域一展身手。
本文改編自《“姚阿甘”甘當(dāng)混凝土“美容師”》(作者牛偉坤,刊載于2015年8月12日《北京晚報(bào)》)。