建材行业十大科技突破领军企业 中国建材总院：坚持“四个面向”打造世界一流科技型企业

  为深入贯彻科技强国战略，营造科学技术创新的浓厚氛围，发挥科学技术创新在实现“宜业尚品、造福人类”建材行业发展目标及建材行业绿色低碳安全高水平质量的发展中的支撑作用，中国建筑材料联合会评选出。为更好地树立科学技术创新典范，弘扬科学技术创新精神，本刊特开设专栏，力求走进企业，走近人物，挖掘“双十”企业和人物背后的生动故事，多角度报道他们的突出成就和重大贡献。

  中国建筑材料科学研究总院有限公司（简称“中国建材总院”或“总院”）被誉为“新中国建材科技的摇篮和发源地”。在这里诞生了新中国第一根光导纤维束、第一块石英玻璃、第一块KO型航空玻璃、第一批无碱玻璃纤维、第一台水泥辊压机，诞生了水泥煅烧窑外分解技术、洛阳玻璃浮法工艺技术、玻璃纤维增强水泥、世界首创的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥……这些开创性的科研成果，像一枚枚金灿灿、沉甸甸的勋章，全面开启了新中国建材科学技术事业的全新时代，也装点着中国建材总院72年的辉煌历史。

  72年后的今天，中国建材总院依然坚守着初心使命，在一代代建材人的坚守下，成长为中国建材与无机非金属领域顶级规模、实力最强的“殿堂级”科研开发中心，以源源不断的科研动力服务着国家建设。

  “十三五”期间，中国建材总院承担共性关键研发技术任务国家重点研发计划项目11项，课题45项及国防新材料研发任务科研项目62项。面向国家重大需求、面向国际建材科研前沿、面向国民经济主战场、面向人民生命健康，研制了多项新材料与新装备，满足了我国卫星、嫦娥探月、飞船、运载火箭等国防重点工程、交通建筑等国民经济重大工程建设需求。围绕中国建材集团“4335”指导原则和“材料创造美好世界”的企业使命，形成了创新发展的“1＋3”模式，即“科技引领”+“特种功能材料、高端智能装备、高技术服务”三大主业，为努力打造具有国际竞争力的世界一流科技型企业而奋斗。

  2021年年底，在中国建筑材料联合会六届理事会二次会议上，中国建材总院成功当选建材行业2021年度“十大科技突破领军企业”。

  2021年6月28日，金沙江白鹤滩水电站首批机组安全准点投产发电，习发来贺信，这一消息也振奋了每一位总院人的心。白鹤滩水电站是首次全坝使用低热水泥的300米级特高拱坝，是继三峡工程开启中国水电恢弘篇章之后又一标志性工程，在水电工程建设史上具有划时代的里程碑意义。低热水泥（微膨胀低热硅酸盐水泥）是中国建材总院的重大科学技术成果，曾获得2006年度国家发明二等奖。

  作为中国特种水泥研发的起源地，中国建材总院在几代人的不懈努力下，从解放初期开始至今经过“仿造—自主开发—研究创新”的发展历史，创造发明了 60余种新品种水泥，形成了六大体系、八大类的水泥品种，获得了国家级、省部级科技奖数十项，推动我们国家在特种水泥的理论研究、品种数量及应用水平上步入世界先进行列。改革开放后，国家经济实力一直增长，总实力日益强大，一大批国家级重点工程建设项目开始建设（如三峡工程、南水北调工程、京沪高速铁路等），这些“大国重器”“千年工程”后来都成为了我们国家的经济快速腾飞的臂膀。而这些体量庞大的“超级工程”也为特种水泥的发展注入了新的生命力，特种水泥在这些国家级重点工程建设项目中大放异彩，水泥这一传统行业也因此迸发出新的活力。

  以微膨胀低热硅酸盐水泥为例，其在乌东德、白鹤滩特高拱坝的突破性应用值得在世界水泥史上大书特书。针对大体积混凝土温控防裂这一大坝工程领域面临的世界级难题，中国建材总院携手建筑设计企业与生产单位等联合攻关，通过对微膨胀低热硅酸盐水泥基材料的系统研究，首次形成了微膨胀低热硅酸盐水泥方镁石微膨胀调控技术，实现低热水泥微膨胀、低水化热和高强度的协同匹配；通过调控熟料矿物相组成和热历程，实现微膨胀低热硅酸盐水泥的工业化稳定制备技术；优化配制的大坝混凝土，具有低温升、微膨胀、高抗裂、高耐久、高适应性，各项性能全面优于传统低热水泥和中热水泥混凝土，形成微膨胀高抗裂低热硅酸盐水泥应用技术。微膨胀低热硅酸盐水泥首次实现在乌东德、白鹤滩水电站两座300米级特高拱坝全面应用，共浇筑2500余万立方米混凝土，有关技术均处于国际领先水平。微膨胀低热硅酸盐水泥优异的性能为项目带来了丰厚的社会、生态、经济效益。其一，微膨胀低热硅酸盐水泥应用技术可简化温控措施，降低水工大坝混凝土开裂风险，减少裂缝修补费用，提高工程质量，节约工程投资和维护费用。以乌东德工程为例，每方混凝土节约制冷费用15元，提升施工效率4.6%，降低冲毛耗损33.3%，直接经济效益总计约4亿元。其二，除了控温防裂，微膨胀低热硅酸盐水泥及其应用技术也在节能减碳上贡献了巨大的作用，该技术能实现水泥熟料体系低碳化，显著减少二氧化碳排放，不仅提升了我国水电工程整体建设水平，还推动了整个行业科学技术创新与技术进步，积极做出响应了国家“双碳”宏伟目标。其三，十多年来，数十个国家大型水电工程大坝的建设使用了600多万吨的优质低热硅酸盐水泥，产值在300亿元以上，利润在1.2亿元以上，也带来了丰厚的经济效益。

  中国建材总院的特种水泥成果除了全面应用于水电工程外，正逐步推广应用于川藏铁路、海洋、风电、油井、核电等国家重大战略与清洁能源工程，真正成为了“大国重器”的重要基础材料，为国家社会和经济的发展发挥着无法替代的作用。

  “十三五”期间，中国建材总院牵头承担了国家重点研发计划项目“建筑室内材料和物品VOCs、SVOCs污染源散发机理及控制技术”，形成了建筑室内装修环保评价与全流程控制技术，这项技术专注于室内环境的保护。

  当下，绿色建筑成为企业和国家甚至国际社会议程的一部分，其中，室内装修与绿色建筑休戚相关，成为真正走进千家万户的工程。中国建材总院立足民生根本，从绿色建筑领域室内环境保障需求出发，围绕建筑室内材料和物品VOCs、SVOCs污染源散发机理和控制技术探讨研究目标，从绿色建筑领域室内环境保障需求出发，深入挖掘室内材料和物品污染物散发过程的新机理，形成了系列面向不一样的层次和对象需求的VOCs、SVOCs散发特性检测和调控新技术、新装备，建立了具有我国特色的室内材料和物品VOCs、SVOCs散发标识、标准新体系，在机理研究、检测装备及方法研究、技术应用研究等方面取得创新成果。

  该技术开创的重大工程室内装修环保控制服务模式也成功打造出建材行业专有“独门绝技”，已成功应用于APEC峰会、杭州G20峰会、2017年厦门金砖国家峰会、2018年青岛上合峰会、北京城市副中心工程、北京2022年冬奥会和杭州亚运会等多项国家重大工程和部分民用工程，并依托室内材料和物品污染物散发标识体系在办公建筑类、学校类、场馆类、实验室类、住宅楼类等场景中进行了应用示范，目前示范区域已经覆盖华北、华东、华中、东北等地区，最大限度地考虑了地域环境差异对标识体系实用性、有效性的影响，且应用效果显著。

  技术的一直更新与推广，有效促进了相关工程的环保水平提升和产品质量升级，将会有更多的普通民众能够受益于该技术，在安全、绿色、健康的室内环境中工作生活。

  近年来，总院持续加大科研投入，2021年研发投入占比达8.7%，保障了创新发展基本盘。总院组建专业化、年轻化的科技委作为技术决策咨询机构，为企业未来的发展进行顶层设计；通过分类、分层实施中长期激励政策，发挥“赛马机制”，让优秀团队和优秀人才“揭榜挂帅”；通过完善成果分类转化机制，鼓励科技骨干通过带团队、带学生的方式提升创新能力。

  这一系列举措为总院打造了“创新发展温室”，其创新环境慢慢的变好，优秀成果不断涌现。其中，水泥院研制的低热硅酸盐水泥，突破了硅酸二钙矿物活化和稳定技术难题，实现了无缝混凝土大坝筑坝技术突破；石英院自主研制的掺杂石英玻璃熔制炉，解决了耐辐照石英玻璃内部微气泡问题，产品应用于“嫦娥”“北斗”“神舟”全系列；哈玻院的承力截锥、气瓶安装支架、复合材料磁强计伸杆等产品和关键技术，荣获包括国家科技进步奖二等奖在内的多项奖励，已成功应用于“神舟”“天和”和“天问”；固化中心攻克核废料高放废液玻璃固化“卡脖子”关键技术，完成了核心焦耳炉玻璃固化装备国产化结构设计，并研发出专用玻璃珠固化基材；玻纤院突破了光纤与阳极光锥一体化耦合技术，解决了高能宇宙射线探测信号的高分辨、高清晰读取和传输问题，极大的提升了HERD装置的灵敏度、空间分辨力和巡天能力。

  总院所属各单位都有一套立足行业的“独门绝技”，他们或在特种功能材料领域具有一马当先的优势，既满足重大国家需求，又解决了某项“卡脖子”技术；或在高端装备及检测设备领域取得突破，推动了建材行业的转型升级；或投身绿色发展、打造智能工厂，成为建材行业绿色化、智能化的标杆企业；或用科学的检测评价技术，为绿色低碳保驾护航……

  “十三五”以来，总院多项技术获重大突破，相关成果和服务大范围的应用于国家重要场馆建筑、水电大坝、机场高铁、航空航天、宇宙探测、高超音速等重点项目和工程，整体科学技术水平从跟跑加速向并行领跑转变。

  在几代建材科技工作人员的努力下，建材行业发生了翻天覆地的变化，在百年未有之大变局的国内国际形势下，建材行业作为国家基础原材料行业具有着强烈的基础性与战略性，必须精准把握当前和今后一段时间国家战略需求、行业高水平发展内涵，才能合理预测行业科技发展走向。

  目前，中国建材总院积极践行党中央国务院战略部署，以支撑国家材料领域科技自立自强为己任，心系“国之大者”，打造“国之大材”。在长远的创新布局上，中国建材总院将根据国际国内大形势，配合国家“十四五”发展的策略需要，遵循建材行业“宜业尚品、造福人类”行业发展目标，坚持战略理性与经济理性，积极进行前瞻性创新布局，拟定了以下几个方面的重点科研方向。

  其一，加快研发建材低碳理论与共性技术。在“碳达峰、碳中和”背景下，依靠科学技术创新形成建材低碳发展的系统解决方案，是处理发展与碳减排矛盾的关键所在。中国建材总院将深入开展熟料煅烧机理与低碳熟料新体系创新设计等研究，形成低碳技术开发的理论支撑框架；开发窑炉全/富氧燃烧耦合碳捕集与利用技术、清洁能源煅烧颠覆性工艺与装备，推进流程低碳再造；研究新型低碳水泥品种，构建低碳产品/技术评价与标准体系；开发固废的建材资源化利用技术，解决当前资源短缺与固废过剩的矛盾。

  其二，加快攻关建材设计、制造与应用的数字化。伴随着工业互联网与人工智能的发展，建材行业数字化转型是未来重要发展趋势。在研发阶段，依靠数字化驱动，研究水泥基材料制备流程数字化与仿真理论，形成基于大数据的机器学习—生产线调控耦合技术，显著提高建材行业的柔性设计与高效制造水平。在制造阶段，创新工业互联网与新一代信息通信技术的使用场景，构建网络、平台、安全三大功能体系，开发建材工业APP，实现制造资源和制造能力的互联互通，提高监测追溯、预测维修、质量控制、供应链预判、能源管理等智能化服务能力，积极推进我国建材工业的数字化、智能化进程。

  其三，加快推进先进功能建材的开发与应用。提高既有基础建材的性能，拓展其功能，开发具有特殊功能的新型建材，是建材行业转型发展的重要路径。中国建材总院将继续研究建材长寿命设计与评估、性能评价、服役行为、智能制造等，实现传统建材的高性能化、高耐久化、智能化，并兼具光、电、磁、热、声高效转化能力。围绕当前建筑室内环境改善和污染控制的共性问题，开发室内调湿材料、净化功能材料、具有电磁防护功能的建筑装饰材料、具有可见光催化活性的空气净化材料，打造健康宜居环境。基于零碳建筑需求，研发相变储能建材、高性能气凝胶材料与部品，实现低成本、高储能、优良绝热高端建材的推广应用。

  其四，持续攻关极端环境重大工程用关键硅酸盐材料。面向国家重点基础设施建设，前瞻深海深地深空探测需求，开发适用于大温差、高真空、低重力、强辐射等特殊环境专用胶凝材料及制造关键技术，在深海油气资源开发、高寒高海波重大交通工程、大型水利枢纽、地下暗物质探测工程等领域实现规模化应用，满足极端环境国家重大工程高效建设与安全服役要求，为“大国重器”“超级工程”提供材料、技术保障。

  此外，在人才培养上，中国建材总院也将依靠这些研发方向，不断吸引培育高层次创新人才，提升研究保障条件，完善总院科学技术创新体系，努力在行业高质量发展过程中，贡献总院的创新力量。

  持续不断的创新突破给总院这座具有72年历史的建材科技殿堂输送着源源不断的活力，作为新中国建材科技的摇篮，中国建材总院也将继续秉承中国建材集团“材料创造美好世界”的初心使命，努力实现“宜业尚品、造福人类”建材行业发展目标，在国家“双碳”、城镇可持续发展、国家重大工程、科技自立自强等战略指引下，不懈奋斗，通过不停地改进革新研发，用源源不断的科研成果，为实现中华民族伟大复兴贡献总院力量。

  《中国建材》杂志始创于1957年，是由中国建筑材料联合会主管主办的、建材行业唯一国内外公开发行的综合性月刊，中文核心期刊、中国期刊方阵双效期刊，大16开本，彩色精印，每月初出版。