固废科研求创新 建设绿色新家园——记桂林理工大学土木工程学院陈平教授

50多年前,广西兴安县一个普通农村家庭的小男孩,有一天他发现了一个平常都不太注意的现象:村里房子都是用鹅卵石加黄土拌石灰建成的,非常不牢固,偶尔会有倒塌的事件发生,给乡亲们的生活造成很多的麻烦。这个小男孩心里默默的想着长大了以后,一定要想办法搞一些好的材料建房子,让父老乡亲们住上好的房子。从此,这个念头,就深深扎根在了小男孩幼小的心里。

这个小男孩就是后来的桂林理工大学土木工程学院国家二级教授、省级重点实验室/工程中心主任陈平,同时也是武汉科技大学“楚天学者”特聘教授、享受国务院政府特殊津贴专家,多年以来,陈平长期从事水泥材料新装备开发、绿色生态建材研究及新型建材工厂设计等工作,与企业及生产一线保持紧密联系,有着丰富的科学研究、技术开发和工程设计实践经验。其科研成果广泛应用于各项工程项目,创造了巨大的经济效益和社会效益,为我国绿色建筑材料的可持续发展做出了重要贡献。

科研初心不改 创新绿色水泥

1980年,16岁的陈平“春风得意马蹄疾”,如愿考进了武汉理工大学,他不忘儿时的梦想,学的正是无机材料工程(水泥)专业,从此与水泥结下了不解之缘。大学毕业后,陈平进入武汉建材工业设计研究院工作,从助理工程师一直干到高级工程师,从事工程技术17年。

在此期间,1998年,陈平又回到武汉理工大学,继续深耕苦读,获得了材料学专业硕士和博士学位。这里值得一提的是,2001年的时候,桂林理工大学向陈平抛来了橄榄枝,希望他回家乡为家乡的建设贡献力量……陈平的内心深处,始终没有忘记童年梦想,此后,作为高级引进人才,陈平回到了桂林理工大学,在桂林理工大学开启了科研和教育的事业新篇章。

陈平的科研方向始终面向国内建材领域的新技术前沿。当时,传统水泥生产耗能大、污染严重是一个世界性难题,各国科学家纷纷寻求良方,但一直没有很好的解决方法。据陈平介绍,我国水泥工业的技术难题在于生料粉磨和水泥粉磨的能耗和电耗与先进国家相比差距依然很大,生产水泥消耗大量的能源和资源,粉尘污染和废弃排放也给生态环境造成了严重污染。为此,陈平将研制绿色水泥作为了重点研究方向,2011年11月起担任桂林理工大学绿色建材研究所所长。他带领团队深入探索,致力从根本上解决问题,最终成功研发出管磨开流选粉节能技术。以此为基础,他又陆续取得了工业废渣生产水泥多项技术成果。此外,为了完善技术、发现不足,研究各地不同条件下的配套技术,陈平带领团队夜以继日地钻研,顺利攻克各种棘手的工艺难题,改变了以往水泥生产高耗低效的落后局面。绿色水泥这一重大技术突破,不仅大大提升了企业效益,还大大降低了污染排放。该项技术经有关专家鉴定,达到了国际先进水平。

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,优秀成果的背后是数不清的日夜研究和坚持创新,从研究初期种种困难,到研究结果初见成效,再到大力推广绿色水泥技术,这么多年,陈平一路为研发绿色水泥倾注大量心血。终于,他将绿色水泥技术推到了华夏大地,改变了以往水泥生产高耗低效的落后局面,不仅极大提升了企业效益,更对环境保护作出了巨大贡献。

陈平团队率先提出并研发的“管磨开流选粉节能技术及其水泥绿色制成应用”技术(荣获2011年国家技术发明二等奖),解决了水泥生产能耗高、碳排放大的关键技术问题。成果已在全国287家企业402条生产线(其中广西151条)推广应用,据专家鉴定,陈平研发的绿色水泥技术有着突出的经济优势,技术成果可以简化生产工艺,可使矿渣、水泥粉磨电耗下降20%~30%,台时产量提高20%~30%,混合材掺量增加8%~15%。此外,技术适用性好,既可用于新线建设,也能对已有磨机系统进行技术改造,适用于难磨物料,为工业废渣的高效利用提供了关键的技术支撑。

陈平先后主持和参加了30余项国家级和省部级科研项目,以及产学研校企合作项目70多项,取得了一系列创新性的优秀成果,先后荣获国家技术发明二等奖、广西科学技术特别贡献奖、教育部科技进步二等奖、省部级湖北省成果推广奖一等奖、广西科技进步一等奖、全国优秀科技工作者、广西杰出人才、广西优秀专家,广西壮族自治区先进工作者等多个奖项和荣誉。

鲜花和荣誉既是对陈平科研工作的肯定,亦是对他的继续前行的鞭策,他以钢渣、赤泥、尾矿、副产石膏和建筑垃圾等废渣为主要原料,低成本生产出性能优良、品质稳定的超细掺合料、低熟料水泥、高强石膏、特种水泥等高附加值绿色建材产品,变废为宝,为国家减轻资源浪费,促进了本行业的科技进步、节能减排和循环经济发展,经济社会效益显。

致力成果转化 创造社会价值

千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。这些年在勇攀科学高峰的道路上,陈平坚持把论文写在祖国大地上,始终以企业实际需求为导向。他夜以继日,极深研几,坚守初心,不断前行,积极践行“彼之废物、我之资源”的绿色发展理念,持续将自主研发的建材科技成果转化为生产力,取得了较大经济效益和社会效益,有力地支撑了我国建材行业可持续高质量发展。

在高效粉磨技术及水泥绿色制成应用方面,陈平研发的磨内高效选粉装置及系列化装备,已经在广西桂林高新工业园区建成装备制造基地,并被广泛推广到华润水泥集团、华新水泥集团、中国建材集团南方水泥、广西鱼峰水泥股份有限公司等23省市及国外(越南、缅甸、塔吉克斯坦等)、300多家企业、400多台磨机上使用,累计生产水泥7亿吨,消纳废渣2.7亿吨,实现年节电3600万度,年二氧化碳减排99万吨,共创造直接经济效益百多亿元,为行业的节能、减排、增效等做出了巨大的贡献。

在2021年广西科学技术进步一等奖的“工业固废制备优质胶凝材料关键技术及其应用”,实现了工业固废规模化高值建材利用。成果已在多个国家85家企业推广应用,近三年实现产值113.8亿元、利税43.2亿元,累计生产优质固废微细粉8961万吨及各种固废基建材产品,节电7.2亿kWh,二氧化碳减排8423万吨。产品成功应用于港珠澳大桥、中广核防城港核电、贵南高铁、香港机场第三跑道、广西龙滩水电站、大藤峡水利枢纽等纵多国家重点工程。

同时,作为一名高校教师,陈平也深知自己肩负着教书育人、为国培养人才的重任,在教育事业上也是硕果累累、收获颇丰。“对自己的工作一丝不苟,对学生的学习严格要求,对学生的生活关怀备至。”这是陈平对自己作为教师的职业要求。对人才培养和学科建设等,陈平有着独到的见解,他常将自己的科研经历、经验融入到教学中,注重培养学生的见识,提高学生的学习积极性和创造性。他提倡产学研联合培养模式,既能为企业解决技术难题,又能培养学生的综合能力,因此,陈平培养的学生不仅学术水平极高,还具有极强的实际工作能力,他推荐的学生也由于基础扎实、动手能力强而备受用人单位的好评。

生命不止,奋斗不息,近年来,中国海洋产业的开发规模、质量尚无法满足日益增长的资源需求、陈平又带领团队立足国家战略,投入到新的研究领域——开发海洋工程建筑材料。其团队项目“复杂海洋环境下高抗蚀建设工程材料开发与示范应用”获批2018年广西创新驱动发展专项资金项目-广西科技重大专项,课题针对海洋混凝土劣化损伤机制不清海洋混凝土结构过早失效破坏问题,开展高耐久地材海洋混凝土的配合比设计方法与制备技术以及服役寿命评价,揭示环境因素和材料因素对海洋混凝土性能的影响机理、海水-盐雾-潮汐-温差耦合作用对混凝土耐久性的影响。攻克了一批海洋建设工程材料设计、生产和应用技术难题,显著提升了广西海工材料研究、开发和应用水平,创造了良好的经济、社会和环保效益。

唯奋斗者进,唯实干者上,唯坚持者胜。作为心怀国家、逐梦前行的科研人员,陈平走在深研绿色环保建筑材料的道路上,他始终不忘初衷、不惧困难。未来,他将继续探索和创新,取得更多科研成果,并推广实践应用,为新时代我国建材行业的绿色发展继续贡献科研力量,为国家“碳达峰、碳中和”目标作出贡献。(文/李杰)