科技成果 | 建大科技——高延性混凝土
【编者按】近年来，CCTV-10《探索·发现》栏目、陕西电视台、凤凰网、腾讯网、新华网等主流媒体先后报道了我校土木工程学院邓明科教授的科研成果：高延性混凝土研发及工程应用。这项成果已获得40项国家专利，经鉴定达到“国际领先水平”，可抵抗9度以上地震，并列为陕西省建设新技术推广项目。究竟神奇之处在哪里？技术上有何优势？本文将为各位校友抽丝剥茧，逐一解答。
2008年汶川地震及2010年玉树地震，邓明科作为住建部首批抗震救灾专家，赶赴灾区进行危房鉴定与排查。地震后满目疮痍的城镇、不绝于耳的悲泣声，让人触目恸心。
2008年汶川地震邓明科在东汽厂
玉树地震房屋倒塌
面对灾区倒塌的房屋、逝去的生命，邓明科决定潜心研究，立志让人们住上安全的房屋。他想到了通过改善混凝土材料的延性来提高结构的抗震性能，并立即开始了这项研究。他基于微观力学和细观力学设计原理，进行了数百次材料试配、纤维界面改性和设计参数调整，经过9年的不懈努力，成功配制出一种像钢材一样可弯曲的高延性混凝土，并首创将其用于我国砌体结构房屋的抗震加固。
1.高延性混凝土简介
高延性混凝土是由胶凝材料、集料、外加剂和合成纤维等原材料组成，基于微观力学设计原理，按一定比例加水搅拌、成型以后，具有高强度、高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力的特种混凝土，其变形能力可达普通混凝土的200倍，也被称为“可弯曲混凝土”。
通过单轴拉伸试验研究，高延性混凝土展现出自身独有的特点：
1）出现多条细密裂缝
2）开裂以后强度保持增长
3）拉伸变形达到普通混凝土的200倍以上
单轴拉伸多裂缝开展
单轴拉伸试验曲线
高延性混凝土具有很好的抗弯性能：
1）出现多条细密裂缝，实现裂而不坏
2）表现出挠度硬化
普通混凝土的抗压强度提高以后脆性增大，受压破坏时容易被压溃。高延性混凝土的抗压强度可达90MPa，在受压破坏和劈裂试验中具有很好的韧性，可以保持完整性。
高延性混凝土抗压试验表明：
1）破坏后二次加载仍具有90%的残余强度
2）较大应缩变形(7%)时仍具有良好的完整性
3）受损以后，强度还能保持继续增长，具有一定的自修复功能，从而保障结构在余震中能继续保持良好的抗震性能。
普通混凝土被压溃
高延性混凝土劈裂试验
2015年8月，邓明科教授研发的高延性混凝土试样送至国家建筑工程质量监督检验中心进行耐久性检验，结果表明：
1）高延性混凝土抗碳化、冻融、抗渗等性能均高于传统混凝土
2）各项耐久性指标均可达到我国规范最高等级
国家质检中心报告
2. 高延性混凝土的相关研究
为了实现高延性混凝土制备技术的产业链整合，提高科研工作效率并快速实现科研成果转化应用，邓明科教授与国内相关企业合作研发，率先攻克了高延性混凝土专用纤维的国产化制备关键技术。在此基础上，从材料到构件，从构件到结构，从实验室到工业化生产，系统、全面地开展了高延性混凝土材料及构件的基本性能研究，将高延性混凝土用于短柱、剪力墙连梁、底部塑性铰区、转换大梁、梁柱节点等结构关键部位，并在高延性混凝土加固砌体结构方面取得了突破性研究成果，获得了40项国家专利（发明专利20项）。
3.高延性混凝土的推广
目前，邓明科教授研发的“高延性混凝土加固砌体结构技术”已成功应用于陕西省300余栋中小学校舍加固，为近50万平方米的校舍提供安全保障，节省总工期60%以上，节约成本约6000万元。同时，该技术在北京、山东、河北、山西、重庆、福建、广东、云南等17个省市落地开花，并取得了陕西、山西、河北、重庆4个省市建设部门的市场准入。
截止2017年9月，高延性混凝土加固技术已在全国中小学校舍安全工程、军队营房加固改造、危旧房改造等方面得到全面推广应用，服务总建筑面积近100万平方米，取得经济效益超过1亿元。
全国推广
市场准入
2015年，邓明科教授采用自主研发的“高延性混凝土加固技术”成功解决国内首例唐墓壁画整体搬迁的重大技术难题，为我国文物保护作出巨大贡献。CCTV-10《探索·发现》栏目、陕西电视台、西安电视台、陕西日报、《科学中国人》和腾讯网、新华网、凤凰网等媒体，先后对邓明科教授团队在高延性混凝土研发与推广应用方面取得的成果进行了报道。
2017年8月8日，四川九寨沟地震后，建筑行业最权威的微信公众平台——建筑结构发布了西安建筑科技大学邓明科教授的科研成果：高延性混凝土加固技术，让房屋9度大震屹立不倒。
2017年8月，“高延性混凝土加固技术”参加全国互联网+创新创业大赛获得陕西省金奖，已受到北京、上海、南京、深圳等十多家国内知名投资机构的密切关注。
2017年5月，西安建筑科技大学正式成立高延性混凝土材料与结构研究所，负责对外转化邓明科教授团队在高延性混凝土研究领域取得的各项科研成果。希望用高延性混凝土新技术，给房子穿上铠甲，让天下百姓都住上安全的房屋，让地震不再有房屋倒塌！
我们将陆续为各位呈现
高延性混凝土研究成果和工程应用情况，
邀请大家继续关注。
邓明科教授简介
邓明科，男，四川南充人，博士（后），教授、博士生导师。现任西安建筑科技大学高延性混凝土材料与结构研究所所长，混凝土结构教研室副主任，兼任中国工程建设标准化协会砌体结构专业委员会委员、中国土木工程学会纤维混凝土专业委员会委员、中国勘察设计协会结构分会理事、陕西省土木建筑学会地震工程专业委员会委员。主要研究方向为新型材料与新型结构体系、高层建筑结构抗震、既有结构检测鉴定与加固。
近年来，主持国家和省部级科研项目6项，出版教材、专著8部。累计发表科研论文60余篇，获得国家发明专利20项，实用新型专利20项。参编国家标准、行业标准2部，主编陕西省工程建设地方标准2部。获得2014年第三届全国青年教师《混凝土结构》教学比赛一等奖，陕西省职工优秀科技创新成果发明创造类金奖，陕西省工程建设优秀标准设计一等奖，被评为2015年度陕西省青年科技新星。
E-mail:dengmingke@126.com
Tel：13201538031
信息来源：西建大高延性混凝土材料与结构研究所