2023年3月10日，国家自然科学基金委员会与东南大学联合举办的国家自然科学基金重大项目“新一代混凝土设计理论与方法”开题报告会在南京召开，清华大学、北京科技大学、河北工业大学以及江苏省建筑科学研究院有限公司作为重大项目课题的主持和参与单位参加了本次开题报告会，作为本次重大项目课题四的项目负责人，马国伟副校长带队课题四项目骨干参加了这次会议，并在会上对课题四的项目计划进行了汇报。“新一代混凝土设计理论与方法”重大项目专家组成员、项目顾问、承担单位领导以及各课题项目组成员也参加了本次会议。

会议场景

会上，东南大学刘加平院士、东南大学蒋金洋教授、江苏省建筑科学研究院有限公司刘建忠主任、清华大学樊健生教授和河北工业马国伟副校长分别对重大项目整体内容以及课题1至4的研究计划进行汇报，重大项目专家组成员对项目内容、研究计划和项目可行性进行评估，项目得到了专家组成员的一致肯定，认为重大项目的研究成果将会为建筑材料未来数十年的发展提供有力支撑。

马国伟副校长在会上对课题四进行介绍

国家自然科学基金重大项目旨在瞄准国家重大战略目标，把握世界科学前沿，根据国家经济、社会、科技发展的需要，重点选择具有战略意义的重大科学问题，组织学科交叉研究和多学科综合研究，进一步提升源头创新能力，是国家自然科学基金最高级别的项目之一。河北工业大学马国伟副校长团队主持重大项目“新一代混凝土设计理论与方法”课题四“新一代混凝土高效赋能与精细制备”，是河北工业大学首次主持国家自然科学基金重大项目课题，是对河北工业大学近年来在智能建造、低碳建材领域研究成果的肯定，也标志着河北工业大学的科研工作迈进了新的征程。

“新一代混凝土设计理论与方法”开题报告会合影

项目背景与意义

伴随国家能源结构升级转型，基于煤电能源的混凝土矿物掺合料即将遭遇“无材可用”的危机，研发新一代绿色低碳混凝土关乎未来国家基础设施可持续发展的命脉。另外，重大战略工程混凝土结构正面临极端服役环境和极端载荷作用的双重挑战，如何实现重大战略工程混凝土高强韧、高抗裂和长寿命的协同，是保障其长效服役的基础理论和关键技术难题。本项目针对现有混凝土“全生命周期不低碳、高强与高韧不协同、设计制备不精细”等亟需解决的关键问题，开展新一代混凝土的基础理论与方法研究，提出绿色低碳和性能宽域调节胶凝体系，创建混凝土强韧共生与抗裂提升理论，建立材尽其用与长寿命的系统寻优方法，从而节约水泥和钢材用量，延长结构服役寿命，显著降低碳排放量。

课题四研究目标与任务

河北工业大学马国伟副校长担任课题四“新一代混凝土高效赋能与精细制备”负责人，课题将围绕多元组分均质分散和均化密实机理、电/磁养护活性高效激发原理等关键科学问题开展研究，研究多元跨尺度混合料多级均质分散机理，建立材料状态实时感知与多级联动控制机制；探明振捣能量与振捣效果间映射关系，提出密实度超声评价与多频振捣密实方法；研究硅铝酸盐胶凝体系电/磁激励作用下各相介质热力学响应机理，建立新一代混凝土超短期电/磁养护多场耦合作用机制；构建制备全过程数字孪生协同优化模型，建立新一代混凝土力学与耐久性能综合评价体系，建立材尽其用的新一代混凝土精细化高效制备理论与方法。课题研究内容和思路见下图所示。

课题总体研究思路图

河北工业大学将在前期开展的低碳材料和智能建造研究基础上，进一步对新一代混凝土的高效制备方法进行探索，重点从新一代混凝土多级均质拌合原理与智能调控方法、振捣均化密实成型机理与自适应控制原理、混凝土诱导发热高效激发机理与超短期养护机制以及新一代混凝土制备过程协同优化和力学与耐久性能评价体系四个方面开展研究。为新一代混凝土提供精细化高效制备理论与技术保障，实现新一代混凝土的材尽其用，满足新一代混凝土高强韧、高抗裂与长寿命需求。