九三楷模事迹展播① 马克俭

发布日期:2017/4/13 16:53:26     浏览次数:4649

马克俭充分利用混凝土网格式框架墙结构这一成果,大胆突破,直接将磷石膏浇灌做成墙体,采取分层分段浇制石膏和混凝土的新工艺。如果“马氏石膏房”在整个中国乃至全世界遍地开花,所有人都是“石膏客”,至少,磷废渣这个超级垃圾将没有了踪影。

用石膏浆液现场浇制造房子!

第一次听到这个说法,记者震了一下。在人们的心目中,木头、砖、瓦、灰、沙石是造房子的基本建筑材料,即便在近代钢筋混凝土代替木头成为房子的受力结构,粘土砖仍然是墙体的主力军。

现在,中国工程院院士、九三学社社员、贵州大学空间研究中心主任马克俭将要挑战和打破这个传统,他采用现场磷石膏浆液与混凝土现场分层分段浇制,形成一种混凝土网格式框架石膏墙体,并用磷石膏作模壳形成大开间墙体和用石膏作模壳的钢筋砼空腔大板,再用磷石膏轻质砌块自由划分居室,形成新型的小高层(12层)大开门灵活划分居室节能住宅建筑。

一句话触动创新神经

虽是深冬,但贵州的天气却显得暖意融融。在位于贵阳市城郊蔡家关的贵州大学空间结构研究中心里,马克俭兴奋地和记者大谈石膏造房的事情。他的面前是一块用厚书支起的绘图板,绘图板成一个斜面,以方便主人在上面绘图和计算。木板的四周摆放着许多图纸和资料,宽大的桌子上还是显得有些拥挤。从图纸上可看出,尺子和铅笔仍是马克俭的绘图工具。采访期间,不断有电话打进来,成都的一家公司还有人登门拜访求教。

马克俭的研究领域是建筑空间结构,其研究成果“大跨度预应力曲面网壳结构” “新型钢筋混凝土空间网格结构” “新型钢空间网格结构” “大跨度预应力空间管桁架”等在国内外均处于领先地位,中国工程院有四位院士致力于钢空间结构的研究,他就是其中的一位。他除钢空间结构有许多成果外,在混凝土结构、钢-混凝土组合结构领域里也有很多创新成果。

马克俭走的一直是教、研、产高度结合的道路,全国13个省、市、自治区都有他设计的新型结构建筑作品。贵阳人对该市闹市区大十字的环型天桥一定记忆深刻,那就是马克俭的设计作品。目前尚在作最后外墙装修的、总高度达228米的贵州省目前最高建筑——凯宾斯基大酒店,也是马克俭的科技成果。

 

被选为院士的马克俭目前带着多所大学的研究生:天津大学的四个博士,湖南大学的四个博士和一个博士后,贵州大学的三个硕士。而湖南大学及天津大学两名博士的研究分别是:“现浇石膏钢筋混凝土网格式框架小高层节能住宅”和“现浇石膏、装配整体式钢网格框架结构小高层节能住宅”,研究的方向均是如何利用脱硫石膏制造多、高层节能建筑。

一直在创新之路上寻求突破的马克俭,在中央有关文件中看到“工业固体废渣资源化”这句话时,心潮涌动,他首先想到的是贵州的两大磷化工企业——瓮福集团公司和开磷集团公司所排出的那些大量磷废渣。作为亚洲最大的磷化工基地,瓮福集团每年生产磷酸产品后都要排出大量的垃圾,这些名叫“二水石膏”的垃圾不仅占据着良田好土,更重要的是,它对生态环境造成了污染。瓮福集团公司一直为如何彻底解决污染问题而深感苦恼。马克俭产生—个大胆的设想:能不能把那些磷酸产品废渣转化为资源优势呢?这个设想得到学校党委和瓮福集团高层的大力支持。

“石膏房”造价低于常规房造价

马克俭到贵州瓮福集团公司调研后发现,该集团公司每年所排放的磷酸产品废渣约200万立方米,转化为磷石膏后,每年可利用它建造节能住宅900万平方米,可节约粘土砖1l亿块。而贵州开磺集团公司每年排放的废渣数量也很惊人。此外,我国的火电站在燃煤发电排烟的过程中,需要大量的石粉脱硫,这些脱硫后的石粉,转化为“脱硫石膏”。磷石膏和“脱硫石膏”均与天然石膏同性,如果将这些废渣转化成建筑材料,那将是建材产业的一次革命,环境保护的一个亮点,其意义不言而喻。

在贵州省建设厅的大力支持下,马克俭在2006年就开始介入“磷石膏在建筑工程应用”研究。他想,能否像浇灌混凝土那样,直接把磷石膏浇灌成墙体,甚至可以把混凝土框架包裹在石膏墙里面以解决保温隔热的问题?2007年,马克俭领导的贵州大学空间结构研究中心成立课题组,与贵州大学化工学院着手展开磷废渣转化为建筑材料的理论分析和科学试验,瓮福集团公司董事长何浩明向马克俭表示,将利用准备修建的职工宿舍楼,作为课题组的试验“基地”。

马克俭先在300平方米的试验样房进行施工演练。他充分利用混凝土网格式框架墙结构这一成果,大胆突破,直接将磷石膏浇灌做成墙体,采取分层分段浇制石膏和混凝土的新工艺。这一工艺不仅使石膏浆液全部填充网格内部,而且还将混凝土网格式框架的立柱及横梁包裹的厚度达25毫米,具有保温、隔热、隔音的建筑节能功效。采用磷石膏现浇的网格式框架墙和磷石膏模壳钢筋砼空腹大板,每户在一块大板楼盖上用轻质石膏砌块灵活划分居室形成的节能小高层建筑。

与常规框架结构的小高层住宅建筑对比分析,“石膏房”节约工程造价5%—6%。假设全国13亿人每人修建1平方米的房子,按节约单价每平方米80元来计算,13亿平方米的建筑将节约工程造价1040亿元,而磷石膏用量与混凝上的用量几乎持平。如果把石膏家族中的脱硫石膏也用来造房子,那么,“石膏房”的节能特性将更加突显。值得注意的是,由于石膏废渣取代了粘土砖,每年可节约18万亩的土地。这对正在大搞生态文明建设的中国城乡来说,具有重要的战略意义。

试验顺利成功,马克俭兴奋得像拣到一块金子。“现在许多企业都来找我合作了。”马克俭开心地说。

瓮福人将成为第一批“石膏客”

《空间结构》杂志是中文核心期刊,2009年第三期发表了马克俭等人合写的论文——《空间网格式框架结构在多、高层大开间灵活划分房间石膏节能建筑中的研究与应用综述》。12位作者,瓮福集团董事长何浩明就是其中之一,可见瓮福人对于解决磷酸废渣问题的迫切心情。

瓮福集团原计划修建的职工居住楼约3万平方米,均为7层。采用“石膏造房”新技术后,该公司将面积一下子扩大到5.7万平方米,并将7层改为小高层(11层)大开间建筑,以其中的一栋作为马克俭院士的试验样房。试验期间,精神矍铄的马克俭无数次跑到瓮福集团所在地贵州省福泉市看望他的“宝贝”,心像花儿一样灿烂。2009年底,试验样房竣工,全世界第—栋用现浇石膏做主要建筑材料的房子在中国贵州高原诞生了。目前,这栋试验样房正在进行外墙防水和装修。不久,瓮福集团公司的职工将作为第一批“石膏客”,安居于国内外尚无先例的石膏与混凝土分层分段浇制的小高层节能住宅里。

从三大主体建筑材料——混凝土、磷石膏、钢材分析,将石膏试验楼房与常规小柱网短肢剪力墙结构建筑作比较,马克俭发现:两者的混凝土用量接近;前者比后者的钢筋用量减少20%;磷石膏取代粘土砖、模壳及保温材料,用量与粘土砖用量持平,前者的建筑施工单位预算价每平方米1260元,比后者下降每平方米90元。整栋房子的造价整体下降45万元,按10栋计算,整整节约450万元!

这一令人振奋的结果,激励着包括马克俭、何浩明在内的人们。没想到废渣如此一处理,不仅变成了符合环保精神的建筑材料,还大大增加了本身的附加值,这真是一举多得的好事情。2010年,瓮福集团公司决定所有的职工住房将全部采用磷废渣来修建,该公司的磷废渣处理问题终于迎来了灿烂的曙光,中国的磷酸制造企业在“工业固体废渣资源化”的努力中有了一个新的突破口。马克俭的“废渣变宝”课题组,由此拉开了一个全新的序幕。

非常重视知识产权的马克俭已将自己的这一发明,向国家有关部门申请多项专利。几年之后,“马氏石膏房”这一新鲜词语,或许会成为—个新的话题闯进人们的生活。现在,马克俭要做的事情,是如何在农村推广他的这一成果。“我想到贵州省黔西南自治州的晴隆县继续我的这个石膏造房计划,那里是国家级扶贫重点县,只要在农村推广开来,对于我们贵州,对于我们国家,意义非同一般。”

如果“马氏石膏房”在整个中国乃至全世界遍地开花,那将是个什么样的情形?“所有的人都是‘石膏客’。至少,磷废渣这个超级垃圾没有了踪影。”马克俭弹着烟灰幽默地说。

75岁的马克俭至今还坐在宽敞的办公室里,没有离开过半步岗位。“省里出台的返聘有作为的科技人员继续发挥作用的人才政策非常好,欠发达的贵州就需要这样的做法”。马克俭说,某民营企业出百万年薪外加一栋别墅“聘请”他,但他不为之所动,“因为我已习惯了贵州这片土地,工资虽少,但干得快活”。(原载《当代贵州》影响力杂志2010年第1期,文/陆青剑)

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