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材料科学与工程学院

School of materials science and Engineering

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重点学科

先进建筑材料教育部工程研究中心介绍

作者:Admin|发布于:2013年09月24日|点击量:

本中心依托于材料科学与工程、化学工程与技术一级学科,在先进建筑材料研究方向培养硕士研究生120多人。同时,与相关学校联合培养博士研究生多人。目前有教授(研究员)25人,副教授(含高级工程师)32人,讲师18人,其中具有博士学位58人。拥有科学院院士(兼职)1人,博士导师3人,省级有突出贡献的中青年专家4人,享受国务院特贴人员6人,省级拔尖人才11人。高级职称教师的平均年龄为41岁,形成了一支以中青年教师和实验技术人员为主体的高水平学术队伍。

中心拥有高性能水泥材料、新型墙体材料、生态建筑材料和化学建材等四个稳定的研究方向。在高性能水泥材料方向:研究了具有自主知识产权的高性能“含钡水泥体系”与“磷铝酸盐水泥体系”,研究开发了含钡硫铝酸盐水泥、阿利特-硫铝酸钡钙水泥、水泥基修补材料和水泥基压电功能材料等,实现了低成本工业化生产,建立了含钡硫铝酸盐水泥的科学技术体系,达国际先进水平。在新型墙体材料方向:研究开发了“水泥基轻质墙板及机械化生产线”、“石膏基植物纤维复合板”和“外墙保温饰面板”等技术与产品,经济、社会和环境效益显著,处于国内领先水平。在生态建筑材料方向:主要从事工业废弃物制造建筑材料的研究,主要涉及城市垃圾焚烧灰,污泥,黄河泥砂,废弃混凝土,钢渣,煤矸石和粉煤灰等工业废弃物的再利用,以节约资源能源和保护了生态环境为目标,前景良好。在化学建材方向:致力于有机氟聚合物化学与工艺、氟化合物合成工艺和特种化工材料等富有特色的研究方向。

“十五”以来,本实验室条件建设取得了重要进展,除具有先进的材料合成与加工设备外,先后配备了日本电子高分辨透射电镜、美国维易科原子力显微镜、德国布鲁克X射线衍射仪、瑞典多通道水泥水化热仪和英国马尔文Zeta电位分析仪,实验仪器设备投入1100余万元。

教育部工程研究中心的建立,为学校的长远发展提供有力支持;在先进建筑材料及其生产方面发挥示范、辐射作用,对建材行业的可持续发展具有重要的指导意义。

该工程中心依托山东省先进建筑材料重点实验室、特种化工材料实验室、山东省水泥工程技术研究中心、山东省氟材料技术研究中心。拥有材料科学与工程、化学工程与技术一级学科硕士学位点。先进建筑材料的研究与开发是我校的优势和特色。工程中心的建立将有力的促进学科建设及实验室发展,培养一批德才兼备的高水平技术人才。经过一段时期的建设,将促进济南大学材料学、应用化学学科和相关学科的发展。

工程中心以程新教授、李国忠教授、张书香教授为学术带头人,在三个研究方向上建成拥有院士1人(兼职),教授(研究员)25人(博士生导师3人),高级工程师12人的110人稳定的学术梯队,开展技术开发、工程化实施。共建企业具备训练有素的技术人员以满足工业化中间试验和生产的需要。

工程中心的研究开发方向

方向之一:开展高胶凝性水泥基材料生产研究

程新教授合成了系列硫铝酸钡钙矿物,并发现其体系(4-x)CaO×xBaO×3Al2O3×SO3随x的变化可以形成一系列不同组成的矿物,且胶凝性能有规律性变化,矿物胶凝性大大超过3CaO×3Al2O3×CaSO4。基于以上发现,确立了研究开发新型水泥—含钡硫铝酸盐水泥和阿利特-硫铝酸钡钙水泥的目标。最终工业化生产出性能优异的硫铝酸钡钙基水泥材料;初步建立了硫铝酸钡钙水泥的科学技术体系。利用该水泥可开发高附加值的二级产品,如高水材料、防渗材料、堵漏材料和水泥基压电、导电材料等。该水泥除了可以替代硫铝酸盐水泥外,还可以用于制造轻质墙体材料、道路、高性能混凝土、海工、抢修、防渗堵漏、管道、防辐射工程和军工工程等。该水泥制造成本较低,可利用工业废渣生产。

在长期的研究开发基础上,在该领域的研究已形成了自己的特色和优势。具有开展新材料开发和工业化推广的学术团队。目前,在高胶凝性水泥材料研究方面已完成国家及省部级项目十余项,在研项目8项,申请国家发明专利5项、授权4项。完成了阿利特-硫铝酸钡钙水泥和含钡硫铝酸盐水泥的工业化生产,经鉴定其技术水平均达到国际领先,并于2002年获山东省科技进步一等奖,2006年获山东省技术发明一等奖(正在公示),取得了显著的经济社会效益。

方向之二:新型墙体材料生产研究

主要研究了石膏基复合材料、水泥基复合材料结构性能、界面结合机理、保温隔热机理、防水机理等;提出了纤维增强水泥复合材料的柔性界面层模型理论和石膏复合材料的复合防水机理模型,研制出了高性能的水泥基复合材料和石膏基复合材料;研究了水泥基墙体板材、屋面板材的成型工艺原理;石膏基墙体板材、石膏摸面材料的生产工艺原理;开发了水泥基空心墙体板材、水泥夹芯复合板材、纸面石膏复合墙板、外墙外保温板、复合型屋面保温隔热板等机械化生产线及成套生产设备,实现了工业化生产;解决了墙体板材板间裂缝的国内技术难题;研究了工业废渣在墙体材料中的应用问题,特别对粉煤灰、钢渣、矿渣,脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等制作新型墙体材料生产技术研究较为深入。完成了“脱硫石膏转化为建筑石膏及其在墙体材料中的应用研究”、“ZF系列轻质墙板”、“石膏基植物纤维复合板”、“外墙保温饰面板的研究与应用”、“水泥轻质隔墙板机械化生产线工艺技术与成套设备”、“水泥夹芯复合墙板”“新型高墙石膏粉的开发与研制”等多项省部级攻关与重点科研课题。所研究课题得到了推广应用,取得了显著的经济、社会和环境效益。

围绕所研究领域承担了国家863子项目1项,国家建设部项目1项,并获得多项山东省科技计划项目的资助。获得省部级科技进步一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项,获得国家发明专利2项,实用新型专利10余项,发表重要学术论文100余篇,其中有20余篇被SCI、EI、ISTP收录,在新型墙体材料研究方向的研究达到国内领先水平。

方向之三:化学建材生产研究

张书香教授开拓了有机氟聚合物化学建材的研究开发工作,主持了氟聚合物方面的国家和省、市级重大研究项目10多项,在国内外发表学术论文30多篇。国家自然科学基金项目“含氟烯烃与不饱和酸自乳化共聚合”,首次系统深入研究了氟单体无皂乳液聚合规律,获得2项国家发明专利,在国内外发表一系列学术论文,为国内外开发水性氟涂料提供了重要的理论基础。同时,与山东中氟化工科技公司、济南三爱富氟化工公司等合作,进行了一系列氟聚合物化学建材、氟材料、氟化工的研究与开发工作,开发出了新型氟单体、新型氟树脂、氟涂料和含氟粘合剂等一系列高新技术,专家鉴定成果达到国际先进水平,主持完成的济南市科技攻关重大项目 “ 新型氟涂料的研制与开发”和省科技发展攻关重大项目“新型氟涂料树脂中试生产”,通过省级技术鉴定,成果均为国际先进水平,这些成果已在济南华临化工公司和山东中氟化工科技公司等企业实施了产业化,并取得显著的经济效益和社会效益。研制的氟涂料和四氟丙醇(TFP)生产技术,受到外商的重视,吸引外商直接投资1亿元在济南建厂,该项目已实现年产3000吨的产业化规模,成果达到国际先进水平,为社会新增就业岗位600多个,2004年已实现销售收入近亿元,2005年实现销售收入2亿元。该项目的销售收入现已累计达到5亿元,经济和社会效益显著。山东省氟材料工程技术中心和济南市氟材料工程技术中心挂靠在本实验室。

工程中心的主要任务

工程中心主要任务是以国家战略需求为目标,以技术集成创新为核心,持续不断地为社会提供工程化技术成果;研究提出行业技术标准、规范;促进国外引进先进技术的消化、吸收和创新;推动学科交叉,培养科技创新人才及管理人才;为行业和相关领域的发展提供信息和咨询服务;开展国际合作与交流。

深入开展先进建筑材料的应用研究与创新,为新型建筑材料的推广生产与应用提供平台,研究开发市场迫切需求的先进建筑材料。建立完善的工程化生产验证体系,完成科研成果从实验室小试成果、到中试及产业化的转化技术准备,建立一个具有国内领先水平,产、学、研一体化的先进建筑材料工程化研究平台。本中心的建设将在先进建筑材料行业起到辐射与带动作用。