“隧道混凝土澆筑后,隧道襯砌外觀色差大,需要調整。”接到現場的混凝土技術服務需求后,中鐵十四局鐵正公司新材料事業部研發中心的李彥林放下手中裝有外加劑的滴定管,準備趕往施工現場解決相關工程健康難題。
近年來,為適應市場需求,該公司聚焦工程全生命周期健康治理業務,著手研發相關特種材料,深度融合到隧道、地鐵等工程場景。李彥林和團隊開始承擔起新材料研發、現場混凝土配合比設計、優化等任務,通過為現場提供解決方案,大膽進行科技創新和發明創造,在“減水劑、速凝劑、盾構油脂、泡沫劑”等工程新材料領域實現研發突破,已成功研發20余種配方,逐步成長為該公司科技研發青年優秀人才。
解決現場技術難題
大學和研究生階段學習材料科學與工程專業的李彥林,對材料試驗有著濃厚興趣。從校園走到工地,面對現場突發的眾多混凝土狀況,更激發出他用試驗解決問題的斗志,一有機會就往現場跑,幫助解決工程健康問題。
李彥林查看實驗結果(李志鵬 攝)
“遇到現場混凝土和易性差、泵送、堵管的問題,需要先在試驗室進行理論驗證。”李彥林說道,要在方案驗證過程中確定材料添加順序、溫度以及攪拌工藝。幾十種樣品、2個梯度、5個濃度.....實驗數量多達25組,要耗費5到6天。李彥林和同事已養成在紙上做好每日試驗計劃的習慣,“前幾天先開展樣品表觀驗證,再檢驗成品,直至篩選出最佳樣品到現場驗證。”根據溫度、濃度、原材料性能、摻入濃度等影響材料的因素,他和同事用混凝土、砂漿機、凈漿攪拌機和自動滴加儀等儀器設備,開展多因素相互摻雜實驗。材料性能多變,試驗結果千變萬化,反復驗證的過程極大考驗李彥林的耐心,最終通過調配母液適應性及特性,他和同事解決了混凝土的和易性問題,并先后為雄忻、雄商鐵路等460余個項目提供混凝土外加劑技術服務,已為所在項目節省施工成本數億元。
突破材料行業瓶頸
解決現場施工的問題越來越多,分析驗證混凝土材料越來越多元,李彥林在新材料領域積攢了豐富經驗,開始挑戰行業難題。
在雄商等高標號混凝土泵送項目,現場大多采用聚羧酸減水劑,優化混凝土水泥、水的用量和配比。然而,聚羧酸減水劑粉體易吸潮、結塊、分散性能衰減是行業共性,給現場施工帶來難題。為突破聚羧酸減水劑粉體分散穩定性和合成工藝可控性瓶頸,李彥林主動牽頭成立跨部門攻關小組,利用SEM、激光粒度儀等設備對粉體微觀開展表征材料分析,定位問題根源。他帶著問題參加10余次相關學術交流會,積極向高校院所高分子表面化學研究專家請教,多次攜帶實驗樣品前往對方實驗室開展聯合測試、探討機理。借助對減水劑系統性開展機理分析,從分子結構設計、聚合工藝參數到粉體處理工藝各環節,他和同事逐個排查驗證。經過50多次實驗驗證,他們重塑減水劑“筋骨”,解決了粉體聚羧酸減水劑分散問題,可滿足大體積、自密實等特殊混凝土的需求。
推動科技成果落地
1項團體標準,1種環保材料,5項發明專利……依靠解決現場混凝土技術難題,突破行業材料瓶頸,隨著對材料性能的深入了解,李彥林又相繼取得多項研發成果。
在接觸大盾構工程新材料泡沫劑過程中,泡沫劑種類繁多,怎么確定標準,如何符合環保要求?帶著這些問題,他牽頭研發可降解環保綠色泡沫劑材料,并制定《盾構施工用可降解型泡沫劑》團體標準,既為市場統一了標準,又填補了國內大盾構環保可降解泡沫劑新材料領域空白,可以適應富水砂層、高水壓等復雜工況。在研發材料和制定標準過程中,李彥林發現實驗設備存在使用短板,經過一系列動手改良,又取得水泥砂漿流動度測定、液態外加劑粘度測試、儲罐混凝土外加劑取樣裝置等混凝土新材料5項發明專利。依托泡沫劑標準制定和材料研發,該公司同步進行泡沫劑生產,目前已建成年產6000噸的全自動生產線,依靠科技創新帶來顯著經濟效益,提高了在工程病害治理等領域的市場競爭力。