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耐材标准团队:历经十二年登顶国际标准

发布者:新闻中心发布时间:2021-08-19浏览次数:34

 

耐火材料标准团队主要成员,从左到右:朱青友、尹玉成、戴亚洁、葛山、李亚伟、刘志强、李亦韦

记者 程毓

    在数百度或上千度的高温下,高层建筑的混凝土能承受多大压力?这在以前无法精准检测。我校耐火材料标准团队历经12年,创新性地提出 “耐火材料高温耐压强度试验方法”,不仅解决了这个世界难题,而且近日获批国际标准,即将发布实施。

让国家标准走向世界

    8月11日,耐火材料标准团队牵头人李亚伟登陆ISO(国际标准化组织)官网,查看本次国际标准项目投票结果。该团队“耐火材料高温耐压强度”项目,10个成员国参与投票,获得8个赞同票,超过投票数的2/3,顺利通过,成为国际上首个测试耐火材料高温耐压强度的标准,将在世界范围内统一使用。

    李亚伟介绍,我们制订的这个标准于2017年批准国家标准,这次获批国际标准,打破了我国耐火材料领域长期以来用国际标准作为国家标准的局面,实现我国耐火材料领域标准化工作由“跟跑”“并跑”到“领跑”,提升了我国在全球耐火材料领域的话语权和影响力。

    为了登顶“国际标准”这座世界科技高峰,耐火材料标准团队历经了12年。

    2009年,该团队葛山教授在自行研制设备的基础上,申报了“耐火材料高温耐压强度试验方法”国家标准,并于2013年立项。当时,我校耐火材料专业团队已成立近50年,不仅有老中青三代、结构合理的科研团队,活跃在国内外学术舞台,而且获得多项国家科技奖,被业内称为中国耐火材料领域的“领头羊”。

    然而,他们看到,耐火材料领域的国际标准大都由欧洲国家制订。于是,产生强烈的愿望,“我们能不能再努力一些,让中国标准走向世界,成为国际标准?”“好啊,今年就开始做。” 葛山一锤定音。经过反复论证,他们决定申报“耐火材料高温耐压强度”国际标准。

    耐火材料在变形率小于1%的安全值下,什么温度下能承受多大的压力?全球没有相应准确的标准。如果有了这项标准,全球相关行业就可以采用这项标准来使用耐火材料,将极大地促进产品质量的控制提升和新材料的开发利用,也将促进耐火材料相关行业高效生产、节能减排和贸易往来。

    “耐火材料是高温工业的基础材料,广泛应用钢铁、建材、化工、航天等领域。中国是耐火材料生产大国和出口大国,我们要想方设法做出这项国际标准,在国际标准的舞台展示中国智慧,也为推动相关行业发展贡献中国力量。”葛山说。

过五关,最难是第一关

    这是一项新标准,其检测方法和相关数据必须放在全世界的实验室里使用,都要具有稳定性、可操作性和可重复性,其中有着诸多的挑战。”葛山说,“这也是yobo手机下载app第一次申报国际标准,所有的挑战都是第一次面对。”

    要想成为国际标准,必须过“五关”:一是NP(新工作项目提案阶段)——在ISO系统里注册,相关成员国投票,投赞成票数过半,才能立项;二是WD(工作组草案阶段)——由不少于5个成员国组成工作组开展技术交流,形成工作组标准草案,三是CD(委员会草案)——按照时间节点,提交阶段研究报告,形成委员会草案;四是DIS(询问阶段)——接受和回复委员会询问;五是FDIS(国际标准批准)——成员国投票,获得投票数的2/3赞同票即为通过。

    2015年,耐火材料标准团队向国际标准化管理委员会提交了立项申请。由于与成员国之间交流较少,该标准又是全新的标准,结果在意料之中,未获批准。

    “我们要让更多国家的学者了解我们所做的事。”之后,在每年的全球ISO/TC 33工作年会上,该团队都在会上作专题报告,和各国学者广泛交流。

    该团队核心成员尹玉成介绍:“2016年,在我国西安举行的工作年会上,当我们发完言,参会的各国代表不断发问,提出了十多个问题,让我们应接不暇。这也促进我们不断改进试验工作。2017年在德国、2018年在中国、2019年在日本,我们都做了学术报告。参会专家提出的质疑一年比一年少,我们获得的认可也一年比一年多。”

    2017年,他们第三次提交立项申请,得到“批准成立工作组”的反馈。“我们看到结果,既失望,也高兴。虽然没有获批立项,但是允许我们成立工作组,说明越来越多的成员国对我们的项目感兴趣了,这让我们看到了希望。”尹玉成说,大家互相打气,坚定了只要不懈努力就会成功的信心。

    2019年,该团队第五次提交申请,获得了1/2赞同票,终于成功立项,向国际标准迈出了第一步,也是最重要的一步。而这一步,他们付出了五年。

该国际标准将于9月15日发布实施

    “耐火材料高温耐压强度”国际标准工作组,由中国、美国、澳大利亚、英国、德国等八国专家组成,具体工作由我校耐火材料标准团队实施。

    为了做试验,他们自行研发设备,仅加热炉就研发了四代。先是做了一个小加热炉,因为体积较小,导致操作不方便。接着,做了扩大一倍的加热炉,操作方便了,又发现做不了1200度以上的高温试验。他们通过改进加热方式和炉体结构,研制出第三代。为了采集数据方便,他们自行开发了软件,连接到加热炉上,做成第四代。最终的试验设备由加热炉、试样变形测量装置和测控软件组成。

    同时,他们从各地采购各类耐火材料,仅原料就采购了两吨多,博士生朱青友等团队师生在各种设备上加工,做成纸杯大小的数千块样品。

    进入试验阶段,他们把一批样品放入加热炉,加热到一定温度,推送到试样变形测量装置上,然后不断加压,直到样品变形率接近1%,即检测出该样品在该温度下的耐压强度。再拿出一批样品,加热温度提高50度,用同样的方法进行检测。每一类样品,每加50度做一批,做20批左右,检测出该样品在各种温度时能承受的最大压力。

    团队师生白天做试验,晚上搞讨论,只有春节放假了7天。试验期间,他们不仅要准确记录数据,还要拍摄视频和照片,根据要求定期上传阶段小结到ISO平台上。

    所有相关数据在yobo手机下载app实验室做出来后,根据ISO要求,需要在不同实验室做比对试验。于是,他们联系了多家具有国际认证资质的实验室,带上设备和样品,前往这些实验室做比对试验。

    2020年3月,他们来到第一家---洛阳的实验室。安装设备,进行检测。做了一周,出来的数据都不理想,找出的原因是“该实验室的设备精度不够”,他们只能打道回府。回到学校,他们改进了检测设备,又改进了软件,使之具有更好的适应性。

    之后,他们又去了五家实验室做测试,所得到的重复性和再现性满足了ISO和国际先进标准的要求。2021年6月,他们提交了FDIS草案。经过两个月,ISO成员国投票,顺利通过,成为国际标准。现进入出版阶段,将于9月15日发布实施。

    今年,德国一家实验室采用了该标准方法,测试高温下建筑用石材的耐压强度,并以此为依据,选用合适的现有石材,用于古建筑修复替代材料,提高建筑的安全性,受到业内广泛关注。

    据统计,近20年来,我校在耐火材料领域已获批40多项国家标准、行业标准和团体标准,涉及原材料、制品、方法标准和标准样品等4个方面。李亚伟表示,耐火材料标准团队将依托耐火材料与冶金国家重点实验室,力争在国际标准、国家标准、行业标准和团体标准等多层次标准体系建设中,继续贡献yobo手机下载app智慧。

 

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