歷經(jīng)百年風(fēng)霜，水泥，這一凝聚了人類智慧與汗水的建筑材料，深深植根于國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的脈絡(luò)之中，成為現(xiàn)代建筑不可或缺的基石。

　　我國水泥產(chǎn)量巨大，已經(jīng)連續(xù)近四十年穩(wěn)坐全球產(chǎn)量第一的寶座，水泥或熟料年產(chǎn)量也早已占全球總產(chǎn)量的50%以上。作為水泥大國，在“雙碳”背景下，如何在這項高排放的傳統(tǒng)工業(yè)中注入綠色動能，如何在減碳技術(shù)的征途上持續(xù)領(lǐng)跑，成為全社會共同探索的課題。

　　6月26日，一個振奮人心的消息傳來——經(jīng)中國建筑材料聯(lián)合會和中國硅酸鹽學(xué)會組成的建筑材料科學(xué)技術(shù)獎獎勵工作領(lǐng)導(dǎo)小組審定，由中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司（以下簡稱“中國建材總院”）完成的“硅酸三鈣/阿利特的結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控理論及其應(yīng)用”項目榮獲2023度建筑材料科學(xué)技術(shù)獎基礎(chǔ)研究獎一等獎。這不僅是對該項目團(tuán)隊不懈努力的最高贊譽(yù)，更是為我國水泥行業(yè)乃至整個建材領(lǐng)域的綠色發(fā)展之路點(diǎn)亮了一盞明燈。

　　使命在肩 勇攀“碳”索高峰

　　“硅酸三鈣/阿利特（硅酸三鈣簡寫C3S，其固溶體稱為阿利特）作為硅酸鹽水泥熟料中最重要的礦物，占熟料的55%～65%，是水泥混凝土強(qiáng)度的主要來源，其重要性不言而喻?！?/span>

　　在中國建材總院的綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大樓內(nèi)，項目第二完成人、中國建材總院水泥科學(xué)與新型建筑材料研究院水泥化學(xué)與房建材料研究所所長任雪紅教授向記者介紹道，面對C3S/阿利特結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、研究難度極高的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊在張文生教授的帶領(lǐng)下，依托國家“973”計劃、國家自然科學(xué)基金等重大項目支持，歷經(jīng)二十余載的潛心鉆研，終于取得了突破性進(jìn)展。他們不僅揭示了C3S晶體結(jié)構(gòu)的精細(xì)奧秘，還創(chuàng)新性地提出了基于活性O(shè)2-的高膠凝性本源理論，為C3S/阿利特的結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控提供了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。

　　任雪紅指出，C3S/阿利特有三種晶系的七種不同晶型，可呈現(xiàn)三斜T1、T2、T3、單斜M1、M2、M3和三方R等。純C3S只能以T1晶型存在，其他高膠凝性能晶型必須引入摻雜離子才能獲得。摻雜離子影響C3S/阿利特結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控的關(guān)系同樣得到了許多研究。然而，這種關(guān)系一直是定性研究或者模糊試錯式的研究，缺少定量化的方法，且高膠凝性的R型C3S/阿利特晶型難以在工業(yè)化熟料中存在。這就導(dǎo)致難以運(yùn)用摻雜離子最大程度提高硅酸鹽水泥熟料的強(qiáng)度，生產(chǎn)高強(qiáng)度的硅酸鹽水泥熟料。

　　“項目通過C3S/阿利特結(jié)構(gòu)調(diào)控優(yōu)化，提高水泥熟料的強(qiáng)度性能，是在不增加能耗的基礎(chǔ)上，從根本上提升水泥性能、降低其碳排放的重要技術(shù)途徑，研究意義非常重大。”任雪紅說。

　　碩果盈枝 引領(lǐng)綠色發(fā)展

　　“團(tuán)隊不僅在理論上取得了重大突破，更將研究成果成功應(yīng)用于工業(yè)化實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線的華麗轉(zhuǎn)身?！?/span>

　　談到項目取得的成績，任雪紅自豪地表示，本項目獲得了國際上最精確的C3S晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了特殊配位活性O(shè)2-的位置及數(shù)目，提出了基于活性O(shè)2-的C3S高膠凝性本源新理論，并從原子層次闡明了不同晶型C3S膠凝性能差異的本質(zhì)及其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的機(jī)理。這為C3S/阿利特結(jié)構(gòu)調(diào)控與膠凝性能調(diào)控及熟料高強(qiáng)度化奠定了理論基礎(chǔ)。團(tuán)隊創(chuàng)新性提出了離子結(jié)構(gòu)差異因子D及其表達(dá)式，發(fā)現(xiàn)了摻雜離子在C3S/阿利特中的位置取代規(guī)律及穩(wěn)定C3S/阿利特晶型的“幾”字形規(guī)律與機(jī)制。這為離子種類的選擇和C3S/阿利特晶型的可設(shè)計調(diào)控奠定了理論基礎(chǔ)，也為改變傳統(tǒng)模糊試錯式研究提供了新的量化方法。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊揭示了熟料體系中多離子復(fù)合作用穩(wěn)定高膠凝性C3S/阿利特晶型的規(guī)律，建立了工業(yè)條件下其可控設(shè)計并穩(wěn)定存在的新理論與新方法，并應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。這為提高硅酸鹽水泥熟料及水泥混凝土性能，降低建材行業(yè)碳排放，提供了重要理論與技術(shù)支撐。

　　“此次獲獎，不僅是對項目團(tuán)隊辛勤付出的肯定，更是對總院堅持做難而有價值的事、堅持‘長坡厚雪’文化的高度認(rèn)可，也是對建筑材料科技創(chuàng)新的高度認(rèn)可?！比窝┘t強(qiáng)調(diào)，這一獎項的獲得，將激勵科研人員和團(tuán)隊繼續(xù)投身于水泥科學(xué)的創(chuàng)新研究中來，共同推動建筑材料領(lǐng)域向更高性能、更環(huán)保、更耐久的方向發(fā)展。

　　“當(dāng)前，在‘雙碳’戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，我國建筑材料行業(yè)正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。我們有理由相信，在不久的將來，隨著更多像‘硅酸三鈣/阿利特結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控研究’這樣的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，我國建筑材料行業(yè)定能綻放出更加璀璨的綠色之花，為國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量?！比窝┘t說。

　　破浪前行 無畏重重挑戰(zhàn)

　　科研的征途，猶如浩瀚星海中的航行，既壯麗又充滿未知。在這條漫長而曲折的道路上，每一位科研工作者都是勇敢的探險家。

　　作為這浩瀚科研大軍中的一份子，他們的故事是科研精神最生動的寫照。在追求C3S晶體結(jié)構(gòu)精確數(shù)據(jù)的征途中，深刻體會到了科研的艱辛與不易。在任雪紅的印象中，獲得精確的C3S晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是一個極大的難題，涉及復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和數(shù)據(jù)分析。為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，團(tuán)隊采用高度精密的儀器和技術(shù)支持。這一過程不僅要求他們具備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)，還需要他們對材料的微觀結(jié)構(gòu)有深入的理解。此外，數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性驗(yàn)證也給他們帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

　　“科研之路，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存?！被貞浤嵌螘r光，任雪紅表示，在解決C3S晶體結(jié)構(gòu)及其膠凝性能調(diào)控等關(guān)鍵科學(xué)問題的過程中，團(tuán)隊運(yùn)用先進(jìn)的材料合成與測試技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了研究目標(biāo)，更在水泥/建材行業(yè)的低碳高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展上邁出了堅實(shí)的一步。這一系列的成就，不僅驗(yàn)證了團(tuán)隊實(shí)驗(yàn)方法的正確性，更為未來的科研工作奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。

　　“科學(xué)探索是一個漫長的過程，在整個研究過程中，有太多難忘的時刻。記得有一次，我們發(fā)現(xiàn)了不同晶型C3S特殊配位活性O(shè)2-的位置與數(shù)目，提出了C3S高膠凝性本源的新理論，闡明了不同晶型C3S膠凝性能差異的本質(zhì)及其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的機(jī)理，為C3S/阿利特結(jié)構(gòu)調(diào)控與膠凝性能調(diào)控及熟料高強(qiáng)度化奠定了理論基礎(chǔ)。這個發(fā)現(xiàn)不僅驗(yàn)證了我們實(shí)驗(yàn)方法的正確性，也為理解和優(yōu)化C3S的性能提供了全新的視角。那一刻，我被深深地觸動，更加堅定了繼續(xù)走水泥科研這條路的決心?！比窝┘t說。

　　前路不止 再啟綠色征途

　　科研的道路從未有過終點(diǎn)。在榮譽(yù)與成就面前，任雪紅和她的團(tuán)隊沒有停下腳步，而是再次啟航，踏上了新的綠色征途。

　　任雪紅表示，在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，摻雜離子直接影響熟料燒成的精準(zhǔn)工藝參數(shù)，需要過程動力學(xué)數(shù)據(jù)的支持。下一步，團(tuán)隊將結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)工藝條件，在調(diào)控R型C3S/阿利特晶型穩(wěn)定存在于熟料中基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究多離子作用下C3S/阿利特和熟料的形成過程動力學(xué)參數(shù)。

　　在任雪紅看來，走在科研的道路上，堅持不懈的精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、推動科學(xué)進(jìn)步的創(chuàng)新思維，以及團(tuán)隊合作和溝通能力都非常重要。但最重要的一點(diǎn)是要始終保持對科學(xué)的熱愛。任雪紅認(rèn)為，創(chuàng)新思維是推動科學(xué)進(jìn)步的核心動力，但對科學(xué)的熱愛和好奇心是驅(qū)動科研工作的原動力。對未知領(lǐng)域的探索欲望和對科學(xué)真理的追求，使得科研人員能夠在長期的艱苦工作中保持激情動力。

　　“綠色化、低碳化、高端化與數(shù)字化將是未來水泥工業(yè)重要發(fā)展方向，帶著對科學(xué)的熱愛與好奇，以及對水泥工業(yè)的美好憧憬，團(tuán)隊還面向國家‘雙碳’戰(zhàn)略新需求，借鑒C3S/阿利特晶體結(jié)構(gòu)創(chuàng)新理論，挖掘礦物降碳潛能，開展新型低碳水泥熟料新體系的創(chuàng)新研究。”

　　面對未來，任雪紅始終堅信，在科研的道路上，只要勇于破浪前行、無畏挑戰(zhàn)，就一定能在科研的征途中不斷取得新的突破和成就。