一個以混凝土行業(yè)為攻關對象的研究型創(chuàng)新中心 

　　混凝土創(chuàng)新中心是挪威研究委員會倡導組建的14個研究型創(chuàng)新中心之一。這些研究型創(chuàng)新中心的主要目的是，通過研究型企業(yè)和著名研究小組緊密結合，通過長期科研攻關，提高行業(yè)的創(chuàng)新能力。

　　混凝土創(chuàng)新中心的愿景是，不僅在美觀方面，而且在功能性、可持續(xù)性、節(jié)能、室內(nèi)氣候、工業(yè)化施工、良好的工作環(huán)境以及整個使用周期的成本效益等方面，營建更具吸引力的混凝土建筑和結構。為了完成這個美好的愿景，混凝土創(chuàng)新中心希望結合更環(huán)境友好型的材料生產(chǎn)，在先進膠凝材料、有效的施工技術以及新穎的設計理念等方面，實現(xiàn)一個重大的飛躍。

　　研究背景和意義

　　混凝土行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)似乎是個悖論，一方面，混凝土是一種最基本的必用建筑材料，但是，另一方面，混凝土的公眾形象甚差。因此，混凝土行業(yè)為其產(chǎn)品開創(chuàng)一個更為現(xiàn)實和積極的正面形象，是至關重要的。同樣重要的是，使混凝土建筑更有吸引力，使其在開發(fā)商、建筑師、承包商和公眾中，獲得更強勢的地位，從而提升其市場占有率，特別在住宅市場。為此，就必需提高混凝土產(chǎn)品的質量，并使其更具成本效益和更環(huán)保。

　　十年來，由于多種原因所致，施工行業(yè)的生產(chǎn)率增長，與其他行業(yè)相比，相距甚遠。技術改造大大降低了對勞工的需求，而且這個趨勢還將繼續(xù)。為了進一步提高產(chǎn)品質量、生產(chǎn)率和工作環(huán)境，行業(yè)日益增長的發(fā)展趨勢必將是：定制各種性能要求、室內(nèi)預制程度更高和更強調預拌產(chǎn)品。
近階段內(nèi)，政治家仍將大力宣傳可持續(xù)發(fā)展。建筑和結構的可持續(xù)性將對設計和施工選擇產(chǎn)生重大的影響，此外，還應對建筑的整個使用周期進行評估。

　　近期的研究顯示，利用混凝土高蓄能性進行保溫的建筑，可大幅度降低能耗，其中，可降低15%供暖能耗和降低50%制冷能耗?；炷列袠I(yè)還面臨環(huán)境影響、資源枯竭和能耗等挑戰(zhàn)。使用混凝土要消耗大量原材料，因此，行業(yè)正面臨日益增長的全球環(huán)境保護的需求和資源供應的挑戰(zhàn)，迫使混凝土行業(yè)尋求其他解決途徑。這些解決途徑應包括：降低廢料排放，能耗和對自然資源的影響，在維持現(xiàn)有市場份額的條件下，提高混凝土行業(yè)的可持續(xù)性。

　　過去，骨料是來自自然資源—采石場，而現(xiàn)在越來越多的骨料產(chǎn)自破碎巖石和二次原材料，諸如建筑垃圾，因為自然資源已消耗殆盡，或由于環(huán)境原因，不得使用。在全歐洲，開采石礦甚至已面臨環(huán)境法的制約。

　　中心及研究項目簡介

　　混凝土創(chuàng)新中心成立于2007年，計劃到2014年結束，為期八年。迄今為止，中心的主要工作是，選定研究領域，組織和編寫二十余篇具有當代頂尖水平的研究報告。目前，中心約有25名研究員，分別對五個不同研究項目開展工作。這些研究人員來自：挪威工業(yè)及科學研究基金會（SINTEF）—挪威研究型創(chuàng)新中心的主管機構、研究合作伙伴—挪威技術大學（NTNU）和行業(yè)合作伙伴。此外，每年約有8-10名博士研究生、5-10名碩士研究生和若干國際客座研究員參與各項研究工作。

　　這些研究項目都事先經(jīng)過探討，與社會、環(huán)境和行業(yè)有密切關系。在實施過程中，合作伙伴會提出這些科研項目的攻關目標，然后，在混凝土創(chuàng)新中心召開一次為期兩天的研討會，對項目進一步深化。在科研攻關過程中，采用ECO伺服網(wǎng)絡進行控制。這是由歐洲共同體開發(fā)的網(wǎng)絡管理體系，目的是為了滿足歐洲施工行業(yè)，對行業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程，包括水泥、骨料和混凝土生產(chǎn)的可持續(xù)性要求。以下簡要說明中心正在開展的五個研究項目：

　　先進的膠凝材料和混凝土外加劑

　　本該研究項目的目的是：提供基礎材料的技術知識，主要采用化學手段，開發(fā)先進的膠凝材料和混凝土外加劑，項目分成五個分項，分別是： 

　　●    降低CO2 排量—以降低熟料含量為依據(jù)，開發(fā)出一種通用性水泥，使其產(chǎn)生的CO2 排量，至少下降30%。

　　●    控制水化發(fā)展過程—找到能控制波特蘭水泥凝結和硬化，能控制火山灰活性的化學外加劑，特別要開發(fā)出能獲得混合水泥早強的外加劑。

　　●    減少裂縫—生產(chǎn)表面無裂縫的混凝土，至少達到用肉眼看不到分布在混凝土表面的裂縫。

　　●    火山灰代用材料—開發(fā)出能用作混凝土摻合料的火山灰代用材料。

　　●    低孔隙率/低滲透性—通過重點控制膠凝材料的堆積密度，生產(chǎn)具有較低孔隙率和滲透性的混凝土。

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　　改良施工技術

　　本研究項目的目的是：完成混凝土創(chuàng)新中心愿景中，關于使混凝土建筑和結構更具吸引力。研究重點是：外觀設計和美觀性、工業(yè)化生產(chǎn)、有效的產(chǎn)品加工工藝、降低成本、降低勞務強度和對環(huán)境的影響。項目也分成五個分項，分別是：

　　●    改良施工技術—通過提高生產(chǎn)力和產(chǎn)品質量，提升價格創(chuàng)造，開發(fā)更合理的生產(chǎn)工藝。

　　●    增強纖維—優(yōu)化增強纖維的百分比含量，優(yōu)化增強纖維的種類和生產(chǎn)技術，使承重結構構件中，含高量增強纖維，而不必配鋼筋。

　　●    質量和美觀—開發(fā)高質量，表面無裂縫和美觀的混凝土。重點是材料的影響作用、生產(chǎn)工藝和造型設計。

　　●    工作性—研究混凝土的流變性能（特別是自密實混凝土）與泵送性之間的關系。重點開發(fā)測試技術，評估泵的類型和拌合物的作用，建立泵送過程模型。

　　●    機制骨料—生產(chǎn)用于混凝土的，并具有最佳特性的機制骨料。開發(fā)用于混凝土的，對生產(chǎn)機制粗、細骨料有重要影響作用的知識，諸如：地質學、礦物學、生產(chǎn)技術和混合比例等影響作用。

　　創(chuàng)新的施工理念    

　　本研究項目的目的是：對新混凝土材料和新混合材料在新領域中的應用，展開調查研究。項目分成三個分項，分別是：

　　●    增強纖維—提高在結構承載部位，采用增強纖維獲得足夠安全性方面的知識、施工技術、檢測技術及其驗證技術。

　　●    超輕骨料和混凝土—開發(fā)廣泛應用于高性能輕混凝土的骨料。這里所指的高性能，是適用于強度-密度關系、抗凍性、低滲透性或韌性，特別是密度低于1000kg/m3 的輕骨料混凝土在夾芯板中的應用。

　　●    混合結構和結構構件—提高設計和施工技術，提升混凝土的競爭力，形成一個新的應用領域，諸如設計無保護措施的抗水磨損結構。

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　　使用壽命設計

　　本研究項目的主要目的是：根據(jù)不同毀損機理的基礎知識，開發(fā)可靠的使用和服務壽命模型與耐久性相關參數(shù)之間的定量檢測方法。研究項目的具體目標包括：

　　●    對新推出和原有檢測臨界氯化物含量的方法，進行試驗室和現(xiàn)場檢測研究。

　　●    建立一個根據(jù)Fick’s輔助擴散法則, 應用于使用壽命方法相關輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。

　　●    建立與鋼筋腐蝕有關的抗腐蝕和使用壽命之間重要的和缺失的相關性，以此，開發(fā)出包含抗腐蝕性的各種使用壽命模型。提出用于檢測抗腐蝕性的標準方法，把抗腐蝕性作為一個評定質量的依據(jù)。

　　●    把各種試驗室在高溫和高濕養(yǎng)護條件下與現(xiàn)場條件作對比，提高對快速堿骨料反應影響作用的認識。該知識對于利益相關者是否同意采用靈活的解決方案，來應對未來性能的檢測理念是至關重要的。

　　●    研究各種暴露在會誘發(fā)腐蝕的物質環(huán)境條件下，混凝土結構使用壽命的預防措施，諸如采用表面保護，采用低銹蝕鋼筋和涂防銹劑等。

　　●    為在各種極限狀態(tài)下，包括：混凝土開裂、剝落和坍塌，鋼筋正處在銹蝕過程中，建立混凝土結構剩余壽命和承載能力的預測，并建立相關模型。

　　節(jié)能和舒適

　　本研究項目的主要目的是：開發(fā)建筑設計知識，使具有保溫活性的建筑物獲得最大的節(jié)能效果、良好的室內(nèi)氣候和美觀的建筑造型。為這樣的建筑物，開發(fā)出相關的新戰(zhàn)略、新方法和新產(chǎn)品，并對其進行檢測驗證。項目分成三個分項，分別是：

　　●    節(jié)能建筑—建立相關的建筑模型和模擬建筑，研究采用不同戰(zhàn)略進行冷暖保溫的能耗效果。

　　●    舒適建筑—研究相關保溫材料對室內(nèi)環(huán)境的影響作用，包括：保溫性、舒適度、視覺質量和空氣質量，還需特別強調隔音性能。
●    試點建筑—在挪威不同地區(qū)建造的一批試點建筑中，采用不同戰(zhàn)略方法進行冷暖保溫，并對其進行檢測驗證。

　　研究經(jīng)費，合作伙伴和相互溝通

　　混凝土創(chuàng)新中心從2007年到2014年，為期8年的科研開發(fā)費預算共四千萬美元，由挪威研究委員會（40%），行業(yè)合作伙伴（45%）和SINTEF 和NTNU（15%）共同出資。財團合作伙伴代表行業(yè)的價值鏈，其中包括材料供應商、承包商和用戶。他們的代表，主要是水泥和營建業(yè)的跨國公司，通力合作，開展聯(lián)合科研項目攻關。除非有一個或一個以上的合作伙伴認為存在知識產(chǎn)權問題，不然，所有研究成果均將在著名的國際性學術雜志上公開發(fā)表，并在國際學術會議上公開介紹。目前的出版物、財團合作伙伴和混凝土創(chuàng)新中心國內(nèi)外研討會和學術會議的一攬子相關信息資料，可上www.coinweb.no 網(wǎng)站查閱。

　　可通過注資，與混凝土創(chuàng)新中心建立相互關系和資源共享。中心將協(xié)助行業(yè)的合作伙伴，面對混凝土行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，共同開發(fā)各種應對技術。通過這些技術，使行業(yè)保持現(xiàn)有的市場份額，并提高混凝土行業(yè)的可持續(xù)性。

　?。?nbsp;顧耀臣 譯自 美國《Concrete International》雜志Dec. 2008 P.51-54）