聚焦土木工程創新
——高性能土木工程材料國家重點實驗室

高性能土木工程材料國家重點實驗室，依托江蘇省建筑科學研究院有限公司建設。實驗室圍繞土木工程材料行業發展中亟須解決的關鍵技術問題，在土木材料的高性能化、功能化、長壽命化和節能減排等方面開展基礎理論和應用技術研究。

推動土木材料行業發展

高性能土木工程材料國家重點實驗室旨在結合國家中長期科技發展戰略，針對我國土木工程建設中的重大需求，圍繞我國土木材料行業發展中亟須解決的關鍵技術、共性技術問題開展應用基礎研究，并在土木工程材料的服役性能提升技術、節能節材技術和測試技術等方面形成具有自主知識產權的創新性成果，提升我國土木材料行業的綜合實力和自主創新能力，為我國土木材料行業的技術進步和國家重大基礎設施的建設提供技術支撐和創新平臺，為國家經濟建設與社會發展培養高層次科學研究和工程技術人才。

實驗室具有充足的科研用房，目前總面積達18600平方米。實驗室設有高分子材料試驗室、材料制備試驗室、力學性能試驗室、耐久性能測試室、體積變形測試室、節能技術試驗室、環境模擬試驗室和微觀分析試驗室；擁有各種物理、力學和耐久試驗設備，長期變形性能全自動量測系統，宏觀和微觀分析等設備，能夠進行材料制備、性能測試、結構分析及材料耐久性和失效機理的研究。

實驗室承擔包括國家原“973”計劃項目和國家自然科學基金重點項目在內的科研課題60余項。研究成果獲國家科技進步獎二等獎3項，省、部級科技進步獎20余項，獲國家發明專利50多項。成果應用于水利水電、港口、市政、核電、工民建、高速鐵路、軍工等領域的土木工程，幫助世界第一大壩——長江三峽工程、世界第一大斜拉橋——蘇通大橋、世界第一高拱壩——四川錦屏水電站解決了許多技術難題，為國家土木材料行業的發展和基礎設施建設做出了重要貢獻。

開展多方向研究

實驗室擁有功能性土木工程材料應用基礎研究、高功能性土木工程材料應用基礎研究、資源與環境友好型材料應用基礎研究、高性能土木材料現代測試技術研究4個研究方向。

高性能土木工程材料國家重點實驗室

實驗室參與工程之一——蘇通大橋

其中，功能性土木工程材料應用基礎研究主要包括圍繞功能纖維、功能性涂料、功能瀝青、水泥瀝青砂漿、修復與加固材料等土木工程材料的開發、構筑與應用基礎等開展的研究。

高性能結構工程材料應用基礎研究主要是圍繞混凝土微結構形成與調控、高性能混凝土外加劑的構筑與應用、基于原位增韌理論的遙爪聚合物微凝膠的構筑與應用、基于減縮與微膨脹技術的高抗裂性結構工程材料的研究與應用、高韌性結構工程材料的制備與應用，以及高性能結構工程材料服役性能及其提升技術等6個方面開展研究。

資源與環境友好型材料應用基礎研究則是根據我國不同區域氣候特征、建筑特點、用能特點，通過對不同模式（間歇模式、連續模式）下建筑熱環境動態特性進行系統理論研究，研究人員提出相應的熱動態理論，在此基礎上開展高性能節能材料和節能技術應用基礎研究。不僅如此，研究人員還會圍繞循環再生土木材料與廢棄物資源化利用的關鍵與共性技術開展研究，揭示廢棄物對土木工程材料高性能的貢獻機理，明確反應、制備機理，提出高效利用的成套技術，然后重點在廢棄水泥基和廢棄瀝青基材料的再生利用、工業廢棄物與城市污泥的資源化利用方面開展研究。

高性能土木材料現代測試技術研究是研究并發展土木工程材料微觀結構形成和變化過程的表征測試的新技術，同時也是對其變形、耐久等宏觀性能測試的新技術，該技術為開展土木材料的研究和檢測提供新的手段。在研究過程中，研究人員通過結合工程實際，研究并建立土木工程材料在施工過程中質量監控和服役期間性能監控的測試新技術，為實現土木工程材料全壽命周期的質量控制提供了新方法。

促進技術創新

在“生態型高與超高性能結構混凝土的研究與應用”的項目研究中，實驗室依據我國重大工程設計壽命10年、強化國防工程的防御能力和提高西部嚴酷條件下工程服役壽命等特殊要求，對結構混凝土開展了系統研究。在該研究中，實驗室首次采用微粒細絲復合技術，制備出了具有高動態效應的CFZo系列化生態型超高性能纖維增強混凝土材料，解決了防護工程的抗爆炸、抗侵徹設計與施工難題。值得一提的是，該材料的主要性能超過國際同類材料先進水平，價格僅為其1/5。除此之外，實驗室還自主設計了力學一環境一材料因素禍合作用下的混凝土耐久性實驗方法，建立了多因素作用下耐久性評價和壽命預測的新理論和新方法，以此來提高混凝土壽命預測的可靠性與科學性。該方法不僅滿足了重大工程結構混凝土服役壽命10年的設計要求，而且將西部嚴酷環境條件下結構混凝土的服役壽命由原來的3年延長至50年。另外，在該項研究中，實驗室還發明了自澆筑開始混凝土分階段全過程變形自動量測系統，揭示了工業廢渣具有抑制收縮徐變和抵抗疲勞損傷的能力，使得混凝土收縮率降低30%，徐變值減少50%，提高抗疲勞壽命3倍以上。不僅如此，在該項目的研究中，實驗室還采用二元激發和多重復合技術發明了低熟料(15%～30%)、低能耗、低收縮、高耐久水泥基材料，解決了大摻量工業廢渣混凝土長期存在的早強低、易碳化、泌水大和收縮率高及凍融時表面易剝落等的技術難題。

通過這一項目的實施，實驗室發展了混凝土耐久性評估和壽命預測的理論和方法，大幅度提高我國重大結構混凝土工程的服役壽命，推動了混凝土結構耐久性設計的進程。同時，實現了工業廢渣在結構混凝土中科學、高效的利用，推動了結構混凝土的生態化、綠色化和工業廢渣資源化，而項目的研究成果也在我國重大水利、港口、橋梁、地下和國防防護等工程中得到廣泛應用。

注重人才培養

在開展科研項目的同時，實驗室還十分注重人才培養和團隊建設。實驗室圖書中心擁有大量專業圖書，訂閱了30余種與高分子材料、土木工程材料相關的專業雜志，同時還購買了美國材料與試驗協會測試標準，美國混凝土協會、國際材料與結構研究實驗聯合會、美國土木工程協會數據庫。除此之外，實驗室還與高校合作，共享使用其所有電子文獻資源，資源包括電子圖書141萬多冊，電子報刊31000多種，訂購的國內外大型光盤和網絡數據庫包括Elsevier、Springer、EBSCO、ProQues、美國化學會等出版社期刊檢索，中國學術期刊全文檢索，國內外專利、科技期刊篇名、萬方數據庫等各種國內數據庫等。此外，還配有科技信息室、信息檢索室等，以關注行業國際、國內發展的新成果、新動態、新趨勢，不斷刷新信息、開拓思路、激發思維，保持科研創新的前瞻性。另外，實驗室專門設立的專家樓設施先進齊全，方便國內外專家前來指導與交流。而科研人員公寓樓、健身房、籃球場及網球場等則是科研人員休息、娛樂及運動的重要場所，使得科研人員保持充沛的精力和持久的創新活力。

在未來，實驗室將繼續堅持源于工程，服務工程，高于工程，引領工程，與我國重大工程緊密結合的工作路線，解決工程難題，提升自身水平，向國際一流水平看齊，為國家科技進步貢獻更大力量。