聚焦土木工程创新
——高性能土木工程材料国家重点实验室

高性能土木工程材料国家重点实验室，依托江苏省建筑科学研究院有限公司建设。实验室围绕土木工程材料行业发展中亟须解决的关键技术问题，在土木材料的高性能化、功能化、长寿命化和节能减排等方面开展基础理论和应用技术研究。

推动土木材料行业发展

高性能土木工程材料国家重点实验室旨在结合国家中长期科技发展战略，针对我国土木工程建设中的重大需求，围绕我国土木材料行业发展中亟须解决的关键技术、共性技术问题开展应用基础研究，并在土木工程材料的服役性能提升技术、节能节材技术和测试技术等方面形成具有自主知识产权的创新性成果，提升我国土木材料行业的综合实力和自主创新能力，为我国土木材料行业的技术进步和国家重大基础设施的建设提供技术支撑和创新平台，为国家经济建设与社会发展培养高层次科学研究和工程技术人才。

实验室具有充足的科研用房，目前总面积达18600平方米。实验室设有高分子材料试验室、材料制备试验室、力学性能试验室、耐久性能测试室、体积变形测试室、节能技术试验室、环境模拟试验室和微观分析试验室；拥有各种物理、力学和耐久试验设备，长期变形性能全自动量测系统，宏观和微观分析等设备，能够进行材料制备、性能测试、结构分析及材料耐久性和失效机理的研究。

实验室承担包括国家原“973”计划项目和国家自然科学基金重点项目在内的科研课题60余项。研究成果获国家科技进步奖二等奖3项，省、部级科技进步奖20余项，获国家发明专利50多项。成果应用于水利水电、港口、市政、核电、工民建、高速铁路、军工等领域的土木工程，帮助世界第一大坝——长江三峡工程、世界第一大斜拉桥——苏通大桥、世界第一高拱坝——四川锦屏水电站解决了许多技术难题，为国家土木材料行业的发展和基础设施建设做出了重要贡献。

开展多方向研究

实验室拥有功能性土木工程材料应用基础研究、高功能性土木工程材料应用基础研究、资源与环境友好型材料应用基础研究、高性能土木材料现代测试技术研究4个研究方向。

高性能土木工程材料国家重点实验室

实验室参与工程之一——苏通大桥

其中，功能性土木工程材料应用基础研究主要包括围绕功能纤维、功能性涂料、功能沥青、水泥沥青砂浆、修复与加固材料等土木工程材料的开发、构筑与应用基础等开展的研究。

高性能结构工程材料应用基础研究主要是围绕混凝土微结构形成与调控、高性能混凝土外加剂的构筑与应用、基于原位增韧理论的遥爪聚合物微凝胶的构筑与应用、基于减缩与微膨胀技术的高抗裂性结构工程材料的研究与应用、高韧性结构工程材料的制备与应用，以及高性能结构工程材料服役性能及其提升技术等6个方面开展研究。

资源与环境友好型材料应用基础研究则是根据我国不同区域气候特征、建筑特点、用能特点，通过对不同模式（间歇模式、连续模式）下建筑热环境动态特性进行系统理论研究，研究人员提出相应的热动态理论，在此基础上开展高性能节能材料和节能技术应用基础研究。不仅如此，研究人员还会围绕循环再生土木材料与废弃物资源化利用的关键与共性技术开展研究，揭示废弃物对土木工程材料高性能的贡献机理，明确反应、制备机理，提出高效利用的成套技术，然后重点在废弃水泥基和废弃沥青基材料的再生利用、工业废弃物与城市污泥的资源化利用方面开展研究。

高性能土木材料现代测试技术研究是研究并发展土木工程材料微观结构形成和变化过程的表征测试的新技术，同时也是对其变形、耐久等宏观性能测试的新技术，该技术为开展土木材料的研究和检测提供新的手段。在研究过程中，研究人员通过结合工程实际，研究并建立土木工程材料在施工过程中质量监控和服役期间性能监控的测试新技术，为实现土木工程材料全寿命周期的质量控制提供了新方法。

促进技术创新

在“生态型高与超高性能结构混凝土的研究与应用”的项目研究中，实验室依据我国重大工程设计寿命10年、强化国防工程的防御能力和提高西部严酷条件下工程服役寿命等特殊要求，对结构混凝土开展了系统研究。在该研究中，实验室首次采用微粒细丝复合技术，制备出了具有高动态效应的CFZo系列化生态型超高性能纤维增强混凝土材料，解决了防护工程的抗爆炸、抗侵彻设计与施工难题。值得一提的是，该材料的主要性能超过国际同类材料先进水平，价格仅为其1/5。除此之外，实验室还自主设计了力学一环境一材料因素祸合作用下的混凝土耐久性实验方法，建立了多因素作用下耐久性评价和寿命预测的新理论和新方法，以此来提高混凝土寿命预测的可靠性与科学性。该方法不仅满足了重大工程结构混凝土服役寿命10年的设计要求，而且将西部严酷环境条件下结构混凝土的服役寿命由原来的3年延长至50年。另外，在该项研究中，实验室还发明了自浇筑开始混凝土分阶段全过程变形自动量测系统，揭示了工业废渣具有抑制收缩徐变和抵抗疲劳损伤的能力，使得混凝土收缩率降低30%，徐变值减少50%，提高抗疲劳寿命3倍以上。不仅如此，在该项目的研究中，实验室还采用二元激发和多重复合技术发明了低熟料(15%～30%)、低能耗、低收缩、高耐久水泥基材料，解决了大掺量工业废渣混凝土长期存在的早强低、易碳化、泌水大和收缩率高及冻融时表面易剥落等的技术难题。

通过这一项目的实施，实验室发展了混凝土耐久性评估和寿命预测的理论和方法，大幅度提高我国重大结构混凝土工程的服役寿命，推动了混凝土结构耐久性设计的进程。同时，实现了工业废渣在结构混凝土中科学、高效的利用，推动了结构混凝土的生态化、绿色化和工业废渣资源化，而项目的研究成果也在我国重大水利、港口、桥梁、地下和国防防护等工程中得到广泛应用。

注重人才培养

在开展科研项目的同时，实验室还十分注重人才培养和团队建设。实验室图书中心拥有大量专业图书，订阅了30余种与高分子材料、土木工程材料相关的专业杂志，同时还购买了美国材料与试验协会测试标准，美国混凝土协会、国际材料与结构研究实验联合会、美国土木工程协会数据库。除此之外，实验室还与高校合作，共享使用其所有电子文献资源，资源包括电子图书141万多册，电子报刊31000多种，订购的国内外大型光盘和网络数据库包括Elsevier、Springer、EBSCO、ProQues、美国化学会等出版社期刊检索，中国学术期刊全文检索，国内外专利、科技期刊篇名、万方数据库等各种国内数据库等。此外，还配有科技信息室、信息检索室等，以关注行业国际、国内发展的新成果、新动态、新趋势，不断刷新信息、开拓思路、激发思维，保持科研创新的前瞻性。另外，实验室专门设立的专家楼设施先进齐全，方便国内外专家前来指导与交流。而科研人员公寓楼、健身房、篮球场及网球场等则是科研人员休息、娱乐及运动的重要场所，使得科研人员保持充沛的精力和持久的创新活力。

在未来，实验室将继续坚持源于工程，服务工程，高于工程，引领工程，与我国重大工程紧密结合的工作路线，解决工程难题，提升自身水平，向国际一流水平看齐，为国家科技进步贡献更大力量。