從“防水”到“防護(hù)”:一個(gè)神奇新材料的誕生
對于普通百姓而言,漏水、滲水、返潮等問題,不僅影響居住體驗(yàn),更關(guān)系到建筑安全。2025年,“好房子”首次被寫入政府工作報(bào)告。隨后,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“好房子”建設(shè)指南(試行)》,《指南》將防水性能列為“好房子”的重要指標(biāo)之一。
在這一背景下,一批聚焦建筑關(guān)鍵材料與核心工藝的科技型企業(yè),開始走到臺前。
大禹偉業(yè)(北京)國際科技有限公司,便是其中之一。在北京魏公村大禹偉業(yè)總部的展廳內(nèi),放置著一塊噴涂了該公司自主研發(fā)的噴涂速凝水性橡膠的木板。木板傾斜放置,24小時(shí)不斷有水流從上方流下,且多處被鐵釘穿透,但木板卻沒有任何滲漏。工作人員介紹,這是大禹偉業(yè)創(chuàng)業(yè)初期就噴涂好的木板,至今已有18年歷史。大禹偉業(yè)每一次搬家,都會帶上這塊木板。現(xiàn)在,它已成為大禹偉業(yè)的“鎮(zhèn)司之寶”。
這家成立于2008年的國家級專精特新重點(diǎn)“小巨人”企業(yè),長期專注于噴涂速凝水性橡膠等環(huán)保型高分子新材料研發(fā)與應(yīng)用。大禹偉業(yè)以其鮮明的高科技特征,正成為我國“防護(hù)新材料”研發(fā)的領(lǐng)軍企業(yè)。
從“防水”到“防護(hù)”:一個(gè)神奇新材料的誕生
長期以來,傳統(tǒng)防水材料多以卷材、瀝青基材料為主,在復(fù)雜異形結(jié)構(gòu)、潮濕基面以及長期耐久性方面存在明顯局限,施工后容易出現(xiàn)老化、開裂、空鼓、竄水等問題。研發(fā)生產(chǎn)這類防水材料的企業(yè),通常會將工業(yè)與住宅市場作為首要市場。而大禹偉業(yè)卻沒走這條路,在公司成立之初,便將市場重點(diǎn)瞄準(zhǔn)了高鐵、核電、水利、能源等國家重要基礎(chǔ)設(shè)施。
在大禹偉業(yè)董事長黃金星看來,國家重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目對防水、防腐、防護(hù)材料有著更高標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)苛需求,材料的應(yīng)用場景也更加復(fù)雜。許多重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目處于極寒、高溫、高濕、高壓、深地、深海等特殊環(huán)境,對材料耐候性、抗?jié)B性、附著性、抗裂性以及施工適應(yīng)性等都提出了更高要求。正是在這些復(fù)雜場景中持續(xù)“練兵”,大禹偉業(yè)逐步形成了區(qū)別于傳統(tǒng)建材企業(yè)的技術(shù)底色。
在服務(wù)國家重點(diǎn)項(xiàng)目過程中,大禹偉業(yè)用18年的專注與堅(jiān)韌,逐步打磨出了自己的“獨(dú)門秘籍”。他們研發(fā)的“涂靈”牌高性能噴涂速凝水性橡膠防水防腐涂層材料,采用高分子自組裝成膜機(jī)理,材料噴涂后能自主成膜,接觸基材可瞬間固化,立即形成連續(xù)、致密、無接縫的防護(hù)涂層;能自我修復(fù),對局部穿刺、細(xì)微破損具有一定自動閉合能力,實(shí)現(xiàn)滴水不漏;能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境,可在潮濕基面或者零下15℃環(huán)境中直接噴涂,無懼嚴(yán)苛工況;能與建筑同壽命,通過人工加速老化10000小時(shí)測試,理論上可有效防護(hù)80年以上。
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大禹偉業(yè)噴涂速凝水性橡膠防水防腐涂層材料
概括來看,這一技術(shù)主要具備四方面優(yōu)勢:
第一,極速成膜,適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)。采用噴涂施工方式,材料2—4秒瞬間凝固,無搭接縫、無死角,可連續(xù)包覆任意異形曲面結(jié)構(gòu)與復(fù)雜節(jié)點(diǎn)。材料可在零下15℃或潮濕基面施工,施工效率是傳統(tǒng)材料的十倍以上。
第二,耐久與自愈合,守護(hù)全生命周期。通過人工加速老化10000小時(shí)測試,理論上可有效防護(hù)80年以上。斷裂伸長率超過1000%,復(fù)原率達(dá)85%以上,可隨結(jié)構(gòu)變形而不破壞。一般性穿刺后,涂層可自行愈合,降低后期維修維護(hù)頻次。
第三,綠色低碳,全生命周期環(huán)保。全鏈條水性體系,無揮發(fā)性有機(jī)物排放,常溫冷噴施工,無需熱熔明火作業(yè),獲評“中國綠色建材三星產(chǎn)品”,入選北京市首批“創(chuàng)新型綠色技術(shù)”推薦目錄。
第四,一材多能,不止于防水。該材料還具備防腐、保溫、隔音、抗核輻射、抑氡等多重功能,可滿足高鐵、核電、地下空間、海洋工程等極端場景的嚴(yán)苛要求。
其中,第四點(diǎn)在現(xiàn)代建筑工程中格外重要。在一些特殊場景下,僅噴涂速凝一種材料即可同時(shí)滿足多種工程需求。例如,在高巖溫隧道環(huán)境中,傳統(tǒng)材料在高溫條件下容易軟化、老化甚至失效,而噴涂速凝水性橡膠可耐高溫達(dá)160℃;在沿海港口、海洋工程等高濕、高鹽環(huán)境中,材料又能夠兼顧防腐與防水需求,形成連續(xù)防護(hù)層。
在訪談中,有一個(gè)案例令人印象深刻,“涂靈”產(chǎn)品在復(fù)雜曲面建筑中的無死角防護(hù)優(yōu)勢得到了充分證明。2012年10月26日,由國際建筑大師扎哈·哈迪德設(shè)計(jì)的長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心正式動工,該項(xiàng)目有大量異形曲面結(jié)構(gòu)與復(fù)雜節(jié)點(diǎn),對防水層連續(xù)性、節(jié)點(diǎn)密封性、結(jié)構(gòu)適應(yīng)性以及施工便捷性等提出極高要求。一旦防水系統(tǒng)出現(xiàn)問題,后期維修難度極大。有鑒于此,該項(xiàng)目打破對企業(yè)資質(zhì)、規(guī)模、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)等方面的常規(guī)限制,在全球范圍內(nèi)不拘一格選高手。當(dāng)時(shí)名不見經(jīng)傳的大禹偉業(yè)受邀參與該項(xiàng)目防水工程競標(biāo)。在一輪輪現(xiàn)場比武中,大禹偉業(yè)逐一淘汰國際、國內(nèi)7家競爭對手,成功中標(biāo)。2017年,該建筑獲IFD國際屋面工程大獎(jiǎng),成為全球復(fù)雜異形建筑防水的標(biāo)桿案例。
國家重點(diǎn)工程,是最寶貴的練兵場
在行業(yè)內(nèi),大禹偉業(yè)最受關(guān)注的案例之一,是其參與建設(shè)的中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目。
該實(shí)驗(yàn)室屬于清華大學(xué),位于四川涼山錦屏山地下約2400米深處,是世界最深的地下實(shí)驗(yàn)室,主要用于暗物質(zhì)等前沿科學(xué)研究。
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中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室剖面示意圖
該項(xiàng)目對防水提出了極高要求。實(shí)驗(yàn)室地處多雨地區(qū),又位于2400米深的地下,地下水水量大、水壓高、滲透性強(qiáng),水流方向不固定,地質(zhì)環(huán)境極其復(fù)雜。更為棘手的是,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室?guī)r壁上有多達(dá)40多萬個(gè)錨桿和膨脹螺栓,節(jié)點(diǎn)封閉、防竄水處理,都要做到“滴水不漏”,難度極高。
甲方、總包方曾邀請國內(nèi)多家防水材料公司進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果均未達(dá)到要求。大禹偉業(yè)再次被請到現(xiàn)場。大禹偉業(yè)的方案是:在初襯上方安裝復(fù)合排水板,將巖壁明水通過排水溝排走;再使用自主研發(fā)的噴涂速凝水性橡膠滿噴整個(gè)隧道襯砌和底板,形成連續(xù)滿粘防護(hù)層;同時(shí),針對隧道初襯上40多萬個(gè)錨桿和膨脹螺栓進(jìn)行多道密封處理,最終構(gòu)建完整、全封閉的防護(hù)體系。
在防水防腐之外,錦屏地下實(shí)驗(yàn)室還提出了極高的抑氡需求。氡氣是一種稀有氣體,在大氣中的含量極低,卻廣泛存在于各類土壤、巖石之中。氡氣具有一定放射性,會影響到實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)測量工作。此外,氡氣也是I類致癌物質(zhì),對人體存在明確危害。在地面上,由土壤,巖石釋放的氡氣可以迅速消散,但在隧道及地下工程(如礦山、地鐵站等)內(nèi)則容易集聚,必須通過各種手段將其移除。
客戶的“抑氡”需求,大禹偉業(yè)也給出了系統(tǒng)方案。“涂靈”牌噴涂速凝水性橡膠,可以顯著阻隔土壤、巖石中的氡氣向隧道及地下有限空間內(nèi)滲透。經(jīng)測試,圍巖釋放的氡氣含量99%被隔絕在實(shí)驗(yàn)空間外。錦屏實(shí)驗(yàn)室防水抑氡工程成功后,參與該項(xiàng)目的科研人員在《中國科學(xué)》雜志發(fā)表了相關(guān)論文。
京張高鐵東花園隧道防水工程,是大禹偉業(yè)在交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域完成技術(shù)躍遷的另一個(gè)重要案例。作為北京冬奧會重要交通保障工程,京張高鐵對工程質(zhì)量、施工效率和耐久性能提出了嚴(yán)格要求。東花園隧道所在區(qū)域具有富水、嚴(yán)寒等特點(diǎn),隧道最大開挖深度22米,距離官廳水庫約1.7公里,隧道洞身位于水位線以下3-5米,水庫液面與基坑底部最大水頭差11米,具有大開挖、深基坑、強(qiáng)富水、軟地基等特點(diǎn),結(jié)構(gòu)還存在大量復(fù)雜轉(zhuǎn)角、施工縫、變形縫等節(jié)點(diǎn)。傳統(tǒng)卷材方案容易受到搭接縫、基層含水率、低溫施工窗口等因素制約。
圍繞這一場景,大禹偉業(yè)以“新材料、新設(shè)備、新工藝”協(xié)同攻關(guān):在材料端,研發(fā)適用于富水嚴(yán)寒地區(qū)橋梁隧道的噴涂速凝水性橡膠專用型號,攻克一般水性防水涂料5℃以下難以施工的技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)最低零下15℃施工;在工藝端,通過噴涂速凝和后澆混凝土結(jié)構(gòu)反粘形成連續(xù)滿粘防水層,減少竄水滲漏風(fēng)險(xiǎn);在裝備端,開發(fā)適配隧道幾何尺寸的弧面行走智能噴涂設(shè)備,將智能化理念引入隧道防水施工。
這一項(xiàng)目不僅完成了京張高鐵建設(shè)場景下的防水防護(hù)任務(wù),也讓大禹偉業(yè)進(jìn)一步補(bǔ)齊了從材料配方、施工工藝到智能噴涂設(shè)備的系統(tǒng)能力。相關(guān)成果后來入選交通運(yùn)輸科技成果推廣目錄,并獲得交通運(yùn)輸科技獎(jiǎng)項(xiàng),成為企業(yè)在高鐵防水防護(hù)領(lǐng)域持續(xù)成長的重要注腳。
在黃金星看來,大禹偉業(yè)參與類似重大工程的意義,不只是有機(jī)會參與國家重點(diǎn)工程建設(shè),更在于把產(chǎn)品、工藝和設(shè)備放到一個(gè)又一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的場景中檢驗(yàn)。復(fù)雜環(huán)境、特殊需求和極限工況,會直接倒逼企業(yè)迅速進(jìn)行技術(shù)迭代與能力積累。正是在一次次工程實(shí)踐中,大禹偉業(yè)看見自身不足,及時(shí)優(yōu)化方案,比在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)閉門造車進(jìn)步更快。
“國家重點(diǎn)工程對防水防腐材料、技術(shù)、工藝,甚至設(shè)備的新需求,逼著我們快速自我成長,使我們的產(chǎn)業(yè)鏈越來越長,越來越完善,這是多少錢也買不來的成長機(jī)遇,我們發(fā)自內(nèi)心地感恩客戶。”黃金星說。
目標(biāo):國際領(lǐng)先的環(huán)保型防護(hù)新材料產(chǎn)業(yè)解決方案提供商
今天的大禹偉業(yè),站在噴涂速凝水性橡膠技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的前沿,已不止于一項(xiàng)技術(shù)的領(lǐng)先。以噴涂速凝為核心,企業(yè)拓展形成彈性體密封材料、水下固化材料、智能化高分子防腐材料等多元產(chǎn)品矩陣,為不同應(yīng)用場景定制專屬解決方案;自主研發(fā)多款自動化噴涂施工設(shè)備,在公路、隧道、橋梁、水庫大壩等不同場景中,單個(gè)設(shè)備單日施工面積可達(dá)8000至15000平方米,目前又在與AI公司合作,研發(fā)施工機(jī)器人;同時(shí)關(guān)注二氧化碳資源化利用等方向,探索“變廢為寶”的綠色發(fā)展新實(shí)踐;并持續(xù)布局海外市場,讓中國自主研發(fā)的新材料走向更廣闊的國際工程現(xiàn)場。
如今,大禹偉業(yè)羽翼日漸豐滿,正穩(wěn)步向“國際領(lǐng)先的環(huán)保型防護(hù)新材料產(chǎn)業(yè)解決方案提供商”這一目標(biāo)邁進(jìn)。
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大禹偉業(yè)智能噴涂設(shè)備
從市場拓展看,大禹偉業(yè)的應(yīng)用邊界正在從傳統(tǒng)建筑防水,延伸至新能源、水務(wù)、城市更新等多元場景。
在新能源領(lǐng)域,抽水蓄能、壓縮空氣儲能、海上風(fēng)電等工程對防水防腐材料提出了嚴(yán)苛要求:抽水蓄能電站需要承受長期水壓和干濕交替,材料需具備極強(qiáng)抗?jié)B和抗拉伸能力;壓縮空氣儲能需要?dú)饷苄院透邏耗褪苄裕_保儲氣洞穴的長期密封;海上風(fēng)電則面臨高鹽霧、高潮濕、長周期腐蝕環(huán)境,涂層需同時(shí)滿足防腐、防水、耐沖擊等多重性能。大禹偉業(yè)的噴涂速凝水性橡膠可同時(shí)應(yīng)對上述復(fù)雜需求。
在水務(wù)領(lǐng)域,地下管網(wǎng)、水廠、輸水工程等場景需要解決長期浸水、潮濕基面、結(jié)構(gòu)微裂縫和腐蝕介質(zhì)疊加帶來的防護(hù)難題。地下管網(wǎng)多存在接口滲漏和管道腐蝕問題,水廠構(gòu)筑物對防水層的耐久性和抗生物腐蝕能力要求高,輸水工程則需應(yīng)對水壓波動和基面變形。大禹偉業(yè)的材料可在潮濕基面直接噴涂,形成無接縫、耐腐蝕的全封閉防護(hù)層。
城市更新類項(xiàng)目往往施工條件受限、維修窗口期短,傳統(tǒng)卷材或涂料難以高效解決問題。大禹偉業(yè)的噴涂速凝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)瞬間成膜、無接縫全包裹,屋面防水維修材料無需上樓,為既有建筑改造提供高效可靠的防護(hù)方案,大幅縮短工期并降低對居民生活的影響。
這些場景的共同點(diǎn),是工程環(huán)境復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)類型多、材料服役周期長,單一材料供應(yīng)已難以滿足業(yè)主需求。大禹偉業(yè)由此形成了“材料+設(shè)備+工藝+服務(wù)”的系統(tǒng)化能力,圍繞項(xiàng)目全生命周期,提供從方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)場施工到質(zhì)量控制的一體化防護(hù)解決方案。
走出去,是企業(yè)下一階段的重要布局。
近年來,隨著中國企業(yè)加快“走出去”,大禹偉業(yè)也開始布局海外市場。目前,大禹偉業(yè)相關(guān)技術(shù)已在部分海外市場實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,并圍繞國際認(rèn)證、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、海外施工服務(wù)體系等方面進(jìn)行前期準(zhǔn)備。從“一帶一路”沿線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),到海外能源、水務(wù)、交通、港口等工程場景,中國工程企業(yè)正在輸出建設(shè)能力,也為中國新材料企業(yè)提供了更大的應(yīng)用空間。大禹偉業(yè)希望把在京張高鐵、雅萬高鐵、北京地鐵、廈門地鐵、國家博物館、梅溪湖國際文化藝術(shù)中心等項(xiàng)目中積累的系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn),轉(zhuǎn)化為面向全球復(fù)雜工程防護(hù)的中國方案。
響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略,是大禹偉業(yè)向上游和綠色制造環(huán)節(jié)拓展的重要方向。圍繞環(huán)保型水性高分子材料體系,企業(yè)正在關(guān)注原材料綠色化、施工過程低碳化、工程運(yùn)維長壽命化等關(guān)鍵環(huán)節(jié),探索二氧化碳資源化利用等上游技術(shù)路徑。對于建筑防護(hù)行業(yè)而言,綠色低碳并不僅僅意味著材料本身環(huán)保,更意味著通過提高防護(hù)層耐久性、減少返修頻次、降低全生命周期資源消耗,為工程建設(shè)提供更可持續(xù)的技術(shù)支撐。
結(jié)語
從大禹偉業(yè)總部那塊被螺釘穿透、放置18年卻仍不滲漏的木板,到為一個(gè)個(gè)國家重要基礎(chǔ)設(shè)施提供防水防腐系統(tǒng)解決方案,大禹偉業(yè)18年的創(chuàng)新發(fā)展之路,是中國防護(hù)新材料產(chǎn)業(yè)從單點(diǎn)突破走向體系化創(chuàng)新的一個(gè)縮影,也是我國民營高科技企業(yè)靠技術(shù)創(chuàng)新立身、壯大,逐步走出國門的一個(gè)鮮活案例。在高質(zhì)量發(fā)展成為時(shí)代主題的今天,我們期待我國的各個(gè)科技賽道,都能涌現(xiàn)出越來越多的像大禹偉業(yè)這樣的優(yōu)秀企業(yè)。
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