综合

化解“防火”和“保温”之间的矛盾 ——记郑州工大建材有限公司研发团队

▲从左至右分别为:郑娟荣、赵振波、栗海玉  

      拿着国家建筑节能质量监督检验中心的检验报告,赵振波按捺不住内心的喜悦,他指着报告书上的检测结果激动地告诉记者:“产品干密度小于140kg/m3,导热系数小于0.05W/(m·K),抗压强度大于0.5MPa,燃烧性能A1级,各项性能指标均高于国家现行行业标准要求,这说明我们研发“水泥基物理发泡保温材料”已经获得了重大突破,从此解决了国内节能建筑防火与保温不能兼容的行业窘迫局面。”
  立志攻克行业难题
  现年55岁的赵振波,高级工程师,工民建专业出身,最早在施工企业工作。有钻劲儿、爱动脑是他的性格,也是他成功的“法宝”。
  早在1993年,有朋友向还在施工企业工作的赵振波反映,房子建成后保温隔热效果不好,冬冷夏热,当时的赵振波就开始研究如何解决建筑物保温隔热的“难题”。一次,他到郑州出差,正值饭点儿,饥饿的他就买了一盒盒饭。当乘务员把热腾腾的饭端给赵振波时,赵振波突然有了灵感,“饭是热乎的,饭盒的温度却不高。”回忆起当时的情景,赵振波依旧按捺不住兴奋,“再看看铁路两旁,遍地废弃的一次性饭盒,这些白色垃圾如果能够用在解决房子保温隔热的问题就好了,一举两得”。
  回到家之后,赵振波就动员家人去捡白色垃圾,并通过加工,赵振波开始在建筑上试用,结果效果良好。几年后,赵振波将自己的心得体会写成了题目为《白色垃圾在建筑工程的应用》,并在刊物上公开发表。
  一篇文章,赵振波成为行业内的名人。1998年原郑州工业大学(后与郑州大学合并)综合设计研究院的院长看到了赵振波的文章。几经周折找到了赵振波,希望他能够调到研究院工作。就这样赵振波进入到郑州工业大学综合设计研究院,负责节能研究工作,后担任副所长。
  随着职务的晋升和名气的增大,赵振波开始参加一些国家和省里建筑行业的相关会议。2012年,在参加一次会议的时候,河南省住建厅的一位同志找到赵振波,说省内有一家公司,想搞水泥发泡的保温材料,攻克保温材料中“防火”和“保温”矛盾的难题,投入了许多人力物力,一直没有成功。并希望赵振波作为行业内的专家,去提供一些技术支持。赵振波也早有这样的想法,就一口答应下来。但经过认真的考察后,却发现这个公司虽然经过了几年的研发,由于技术路线存在很大缺陷,制成的产品在吸水、强度、密度等性能指标均未达到现行行业有关标准要求。
  “在满足建筑物最高耐火安全等级的条件下,实现建筑节能高效保温体系,这本身就是一对技术矛盾体。但越不可能,我们就必须把它变成可能。”一向不服输的赵振波就是有一股“倔劲儿”,决心“组建攻关团队拿下这一世界性难题”。
  成立“铁三角”团队
  要攻克难题,必须有强有力的团队,而且团队里必须有建筑材料行业的专家。
  赵振波首先想到了郑州大学土木学院建筑材料专家、教授郑娟荣老师。郑娟荣老师是清华大学建筑材料研究所的博士后,一直从事绿色水泥基建筑材料的科研工作,主持完成了2项国家自然科学基金项目,是响当当的“行业专家”。
  赵振波又想到了栗海玉,栗海玉老师是郑州大学综合设计研究院有限公司副总工程师,教授级高级工程师,全国勘察设计行业信息化与智能化专家。
  就这样,当赵振波和郑娟荣、栗海玉说明了自己的想法之时,立刻得到了两位老师的积极响应。至此,由赵振波负责工艺,郑娟荣负责配方,栗海玉负责技术情报的项目团队成立了。为了更好地汇聚各方力量,筹备资金,他们注册了郑州工大建材有限公司。
  “三点确定一个平面。之所以说这个团队是‘铁三角’团队,是因为他们负责工作既有联系,却又相对独立,就像三角形的三个顶点。而且五年之中,无论遇到了什么困难,这个团队每个人都保持了一致的目标,不变的韧劲儿。”知情人告诉记者,这个项目没有国家资金,三个人就到处筹措资金搞研发。首先拿出了家里的积蓄,积蓄花光了,就把各家的房子抵押了贷款。即使是这样,三个人没有一个人“打退堂鼓”。
  在郑州大学北校区的一处平房里,我们参观了项目团队的实验室,三间不到十平米的实验室内放满了各种实验设备,简直让人无法驻足。
  “就是在这样的情况下,郑老师经常少则几个小时,多则一整天都在实验室做实验。夏天的时候,屋子里的隔热效果差,即使有空调并加上电风扇,屋子的温度能高达40摄氏度以上,郑娟荣老师常常是满头大汗地做实验。而且由于是平房,蚊子也多,但就是在这样艰苦的条件下,向来只争第一的郑老师从来没有放弃过。”
  危机总是转机的开始
  决心好下,过程更难。回顾赵振波、郑娟荣、栗海玉团队五年的研发“征程”,期间经历无数次失败,受到过无数打击,甚至面临无路可走的危机,但每次他们又通过努力把危机变成了转机。
  记者采访时,赵振波、郑娟荣、栗海玉团队已经把首条生产线建在实验基地投产。在现场,赵振波告诉我们,生产原料为40%的工业废料粉,50%的硅酸盐水泥,另外10%是外加剂。
  “之所以阻燃,因为我们用的基本上是无机材料。”赵振波随后他指着生产线上的七台球磨机:“之所以保温性能好,关键是这七台球磨机,每台球磨机工作8分钟,这些材料就经过56分钟的球磨,球磨出来后,原料的直径在20微米以下,保证了产品每立方米有平均孔径0.1mm的泡孔1400亿个。”为了帮助我们理解,赵振波解释说,“这些气泡孔壁平均厚度45微米。”
  在现场,我们注意到,一台崭新的氮气机在生产线上。“这可是我们最重要的法宝之一。”赵振波说,当时,生产线建成之后,他们满心欢喜地实验时,却发现原料经过加水球磨后,产生“水化热”,坯体中心温度会高达80摄氏度以上,有时候甚至达到93摄氏度。“温度过高,成型的时候就会膨胀,产品就会开裂。这个问题不解决,意味着前期的一切研究成果都是徒劳的。”
  团队一时间陷入迷茫之中。然而几天之后,他们又开始了研发,他们多方查阅资料,最后借鉴了“氮气运用到混凝土降温”的启发,意识到氮气是惰性气体,如果把工作坏境中的空气换成氮气,或许能解决水化热的问题,于是他们经过反复试验,终于取得成功。
  作为保温材料,拉拔强度是一个很重要的检验项目,要求达到0.1MPa以上,在研发最后的一年半里,团队一直在想办法攻克这个难题。他们开始时向里面添加纤维,但都达不到预期的效果。
  一次,听说吉林通化生产一种玄武岩纤维,可以用在混凝土中,他们感觉可以试试,于是找到这家公司寄来样品实验。当郑娟荣老师打电话告诉赵振波“拉拔强度达到0.15MPa”的时候,很少喝酒的赵振波正在和朋友吃饭,一兴奋,他喝了半瓶酒,“当时真以为成功了”。
  然而,三天之后的晚上,实验室的工作人员打给郑娟荣老师电话说失败了。“当时,一次次的失败,我们都快支撑不下去了,又是晚上,所以郑老师害怕我和栗海玉睡不着,就没有告诉我们结果。”赵振波回忆说,第二天郑娟荣老师连续查了一天的资料,最后认定是由于产品养护期,内部温度为60~70℃并为碱性,放进去的纤维基本上都被腐蚀了,“当时,我们感觉真是一落千丈。”但他们并没有因此放弃,后又经过多次的材料对比,选择了其它材料,攻克了难题。
  “有了成果,还是希望能尽快批量生产。”赵振波坦言,他坚信他们的产品具有绝对的优势,原因有两个:一个是攻克了保温和防火不能同时实现的世界性难题;另外一个是因为成本低得多。
  “经过我们的调研,岩棉等普通的保温板成本要在600元/立方米,而我们的材料只需要300元/立方米。”赵振波信心满满地说。晓寒