混凝土裂了不用人工補(bǔ)，自己就能“長好”；輸水隧洞內(nèi)壁變得像荷葉一樣順滑，水流跑起來阻力大減、效率飆升。這些科幻級的工程場景，如今已在實(shí)驗(yàn)室成功驗(yàn)證。
5月12日，記者了解到，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)這兩項(xiàng)突破的中鐵二十三局三公司副總工程師郭俊峰博士，憑借多年深耕基建技術(shù)攻堅(jiān)的成果，入選首屆“央企強(qiáng)國青年科學(xué)家”提名名單。
給隧洞“磨皮”，輸水效率顯著提升
在水利工程里，輸水隧洞的粗糙問題一直是藏在地下的能耗黑洞。長期以來，水工隧洞內(nèi)壁因混凝土澆筑工藝限制，表面凹凸不平，水流通過時(shí)會產(chǎn)生巨大摩擦阻力，不僅白白損耗大量能量，還會影響整個(gè)水利工程尤其是抽水蓄能電站的發(fā)電效益。
為了給隧洞“磨皮”，郭俊峰拉上四川大學(xué)的科研伙伴，組建校企聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，從先天優(yōu)化和后天防護(hù)兩個(gè)方向同時(shí)發(fā)力，先自主研發(fā)了光面混凝土澆筑技術(shù)，通過反復(fù)調(diào)試施工參數(shù)，從源頭讓隧洞襯砌天生光滑；在此基礎(chǔ)上，再涂覆一層特制的超光滑高分子涂層，形成一層致密的順滑保護(hù)膜。
隧洞降糙涂層材料讓混凝土表面如荷葉般順滑
實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)給出了亮眼答案：涂層能讓混凝土內(nèi)壁糙率最低降至0.008，疏水效果堪比荷葉表面。兩項(xiàng)技術(shù)疊加，隧洞內(nèi)表面糙率最大能降低約40%，從根本上減少了水流與管壁的摩擦，輸水效率顯著提升。
0.4毫米裂縫自動“療傷”
大壩面板混凝土的開裂滲漏，是另一個(gè)困擾行業(yè)多年的頑疾。傳統(tǒng)的人工修補(bǔ)不僅耗時(shí)耗力，而且耐久性差，很容易反復(fù)出現(xiàn)裂縫，給大壩安全埋下長期隱患。
郭俊峰團(tuán)隊(duì)跳出壞了再補(bǔ)的傳統(tǒng)思路，提出了自身變強(qiáng)+受傷自愈的全新方案。他們給混凝土植入了柔性抗裂“基因”，先提升材料本身的抗裂能力；同時(shí)加入自修復(fù)活性外加劑，相當(dāng)于給混凝土配備了一位24小時(shí)在線的“隨身醫(yī)生”。
混凝土自愈合修復(fù)材料實(shí)驗(yàn)
當(dāng)混凝土出現(xiàn)開裂苗頭時(shí)，柔性材料會先“拉一把”，延緩裂縫產(chǎn)生；一旦真的出現(xiàn)裂縫，活性外加劑會自動激活，快速填充縫隙并硬化。實(shí)驗(yàn)證明，哪怕是寬達(dá)0.4毫米（約一根細(xì)牙簽的寬度）的裂縫，都能實(shí)現(xiàn)自主愈合，修復(fù)后的混凝土防水性能不受影響，而且能適應(yīng)潮濕、長期震動等復(fù)雜工程環(huán)境，大幅延長大壩的健康壽命。
記者了解到，這兩項(xiàng)已經(jīng)完成實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證的新技術(shù)，目前正針對中鐵二十三局承建的浙江江山抽水蓄能電站項(xiàng)目制定應(yīng)用方案，待通過評估論證后即可落地。
截至目前，郭俊峰已帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克20余項(xiàng)行業(yè)技術(shù)難題，多項(xiàng)成果達(dá)國際領(lǐng)先水平。接下來，他們還將繼續(xù)深化校企合作，用更多硬核科技為國家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)保駕護(hù)航。
