混凝土裂了不用人工補,自己就能“長好”;輸水隧洞內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,如今已在實驗室成功驗證。
5月12日,記者了解到,帶領團隊實現這兩項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攻堅的成果,入選首屆“央企強國青年科學家”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,水工隧洞內壁因混凝土澆筑工藝限制,表面凹凸不平,水流通過時會產生巨大摩擦阻力,不僅白白損耗大量能量,還會影響整個水利工程尤其是抽水蓄能電站的發電效益。
為了給隧洞“磨皮”,郭俊峰拉上四川大學的科研伙伴,組建校企聯合團隊,從先天優化和后天防護兩個方向同時發力,先自主研發了光面混凝土澆筑技術,通過反復調試施工參數,從源頭讓隧洞襯砌天生光滑;在此基礎上,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膜。
隧洞降糙涂層材料讓混凝土表面如荷葉般順滑
實驗室測試數據給出了亮眼答案:涂層能讓混凝土內壁糙率最低降至0.008,疏水效果堪比荷葉表面。兩項技術疊加,隧洞內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,是另一個困擾行業多年的頑疾。傳統的人工修補不僅耗時耗力,而且耐久性差,很容易反復出現裂縫,給大壩安全埋下長期隱患。
郭俊峰團隊跳出壞了再補的傳統思路,提出了自身變強+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;同時加入自修復活性外加劑,相當于給混凝土配備了一位24小時在線的“隨身醫生”。
混凝土自愈合修復材料實驗
當混凝土出現開裂苗頭時,柔性材料會先“拉一把”,延緩裂縫產生;一旦真的出現裂縫,活性外加劑會自動激活,快速填充縫隙并硬化。實驗證明,哪怕是寬達0.4毫米(約一根細牙簽的寬度)的裂縫,都能實現自主愈合,修復后的混凝土防水性能不受影響,而且能適應潮濕、長期震動等復雜工程環境,大幅延長大壩的健康壽命。
記者了解到,這兩項已經完成實驗室驗證的新技術,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目制定應用方案,待通過評估論證后即可落地。
截至目前,郭俊峰已帶領團隊攻克20余項行業技術難題,多項成果達國際領先水平。接下來,他們還將繼續深化校企合作,用更多硬核科技為國家重大基礎設施建設保駕護航。
















