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新材料無(wú)處不在、成北京奧運會(huì )亮麗風(fēng)景

作者：鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-23 10:02:17 [收藏]

    材料既是保證奧運工程順利實(shí)施的重要基石，同時(shí)還擔負著(zhù)實(shí)現科技奧運主題的重要作用。北京奧運場(chǎng)館的主體建筑材料、場(chǎng)館設施配套材料、體育設施配套材料、奧運服務(wù)配套材料、周邊設施及城市建設配套材料及其他相關(guān)材料等對新材料的大量需求，為我國新材料產(chǎn)業(yè)尤其是生態(tài)建材、可降解塑料、無(wú)鉛助劑、太陽(yáng)能電池以及清潔燃料等綠色材料產(chǎn)業(yè)，帶來(lái)重要的發(fā)展機遇。新材料的運用成為北京奧運會(huì )一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。

    納米材料唱主角

    自上世紀80年代以來(lái)，納米技術(shù)成為世界科技前沿的重點(diǎn)課題。一些國家紛紛制定相關(guān)戰略，并投入巨資搶占納米技術(shù)的戰略高地。記者了解到，在奧運會(huì )場(chǎng)館建設中，納米材料更是得到了廣泛的應用。

    走進(jìn)各大體育場(chǎng)館，納米改性涂料、納米孔超級絕熱材料、納米自潔玻璃、納米材料空氣凈化器、納米塑鋼門(mén)窗等，隨處可見(jiàn)。

    始建于1968年的首都體育館，于北京奧運會(huì )期間承擔排球比賽任務(wù)。

    經(jīng)過(guò)科技手段的運用，這座有著(zhù)40年館齡的建筑，堪稱(chēng)納米化了。1600平方米的防水吸聲板使用了防止變形的納米材料；訓練館的內墻使用了能抗菌抗污染的納米涂料；耐磨耐腐蝕的納米塑料應用在門(mén)窗和排污管道上；納米空氣凈化器能將吸煙室的煙霧分解成無(wú)害氣體。

    北京奧運會(huì )籃球比賽場(chǎng)館五棵松體育館，使用了納米自潔玻璃。經(jīng)過(guò)納米鍍膜處理的玻璃，其表面具有超親水性能。該特性可以使水分子均勻地在玻璃表面鋪展開(kāi)來(lái)，并且完全浸潤玻璃。通過(guò)陽(yáng)光照射，紫外線(xiàn)激活玻璃表面鍍膜里的納米材料，產(chǎn)生光催化反應，將玻璃表面的有機物分解成水和二氧化碳，并通過(guò)水的重力將附著(zhù)于玻璃上的污物攜帶走，從而達到自潔效果。

    膜結構裝扮“水立方”

    閃爍變幻的紅、黃、橙、藍、綠燈光組合，使得國家游泳中心“水立方”鮮艷奪目。據設計者中建國際設計顧問(wèn)有限公司總建筑師鄭方介紹，這座集世界最先進(jìn)多面體空間鋼架結構技術(shù)大成的建筑，采用世界規模最大、構造最復雜、綜合技術(shù)最全面的膜結構。

    構成“水立方”“皮膚”的3000多個(gè)不規則“泡泡”，是由新型的環(huán)保節能材料四氟乙烯膜（ETFE）制成的。雖然它的外表厚度只有..2毫米，但ETFE膜具有很好的延展性和抗壓性，1米長(cháng)的膜可被拉伸至3.5米長(cháng)，熔點(diǎn)高達275攝氏度，即使用火去燒都不會(huì )點(diǎn)燃，因此被人們稱(chēng)為“塑料王”。

    使用了ETFE膜，“水立方”還更加節能。陽(yáng)光穿過(guò)“水立方”表面透明的ETFE膜，可以直接加熱游泳池水溫和室溫。這使得“水立方”整體節能9％左右。另外，采用ETFE膜結構，館內透光性大大提高，可保證90％的自然光進(jìn)入場(chǎng)館，夏季自然光照明平均每天近10個(gè)小時(shí)。

    國產(chǎn)特鋼填補空白

    更令國人自豪的是，支撐國家體育館“鳥(niǎo)巢”的鋼筋鐵骨，全部是國產(chǎn)鋼。這一世界跨度最大的鋼結構建筑，向世人展示出科技創(chuàng )造的奇跡。

    “鳥(niǎo)巢”這個(gè)輻射式旋轉而成的夢(mèng)幻般造型，讓4.2萬(wàn)噸鋼的受力點(diǎn)集中在24根柱子和柱腳上。

    什么樣的鋼能夠支撐起如此大的重量？這是中外建筑科學(xué)家、設計家從未遇到過(guò)的。必須盡快研制出一種把這些相對立的特性統一起來(lái)的特殊鋼材，才能破解“鳥(niǎo)巢”用鋼的難題。
    經(jīng)研究，比通常建筑用鋼材強度超出一倍的低合金高強度Q460厚鋼板成為首選。但是，這種鋼從未在建筑中使用過(guò)，國內也沒(méi)有廠(chǎng)家能生產(chǎn)。

    “特殊的高強度鋼能不能實(shí)現國產(chǎn)？要自主創(chuàng )新，填補空白。只要能在國內生產(chǎn)，就堅決不進(jìn)口！”在“鳥(niǎo)巢”用鋼招標時(shí)，曾是冶金部部長(cháng)的北京奧組委主席劉淇，寄希望于國內鋼廠(chǎng)。

    “奧運工程什么時(shí)候要，我們就什么時(shí)候供！”舞鋼黨委書(shū)記顧強圻當場(chǎng)立下了軍令狀。

    從2004年9月開(kāi)始，舞鋼科研人員著(zhù)手研制Q460。經(jīng)過(guò)三次試制，2005年7月，Q460終于脫胎成110毫米厚的“鳥(niǎo)巢”特殊用鋼Q460EZ35。400噸集剛強、柔韌特點(diǎn)于一體的Q460EZ235鋼材，實(shí)現了“鳥(niǎo)巢”用鋼的抗震性、抗低溫性、焊接性三效合一，保證了如果遭遇等同于1976年唐山大地震一樣的地震，“鳥(niǎo)巢”依然能保持原狀。

    寶鋼、首鋼、鞍鋼等企業(yè)也接下了GJ345D、345C、420C等高強度鋼材生產(chǎn)的訂單。在中國鋼鐵工業(yè)界的拼搏創(chuàng )新下，2008年北京奧運會(huì )場(chǎng)館鋼結構建設全部實(shí)現國產(chǎn)化。整個(gè)施工期間，國產(chǎn)鋼材經(jīng)受住了考驗。在“鳥(niǎo)巢”等新建奧運場(chǎng)館逐漸呈現在人們面前的同時(shí)，中國鋼鐵工業(yè)也完成了一次科技跨躍。


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