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成本减半,越压越强!中国独创“凝岩术”
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  • 2025-12-11 10:45:59
  • 矿业界

  • 就地取材,不需要水泥,不需要沥青,就能修好一条承压200余吨的矿卡长期碾压行驶的道路,成本还不到其他铺路工程的一半。这项炸裂的工程技术,将彻底颠覆以往的认知。


    在公路材料世界里,有一个共识:材料只会逐年老化、疲软,尤其在雨水、车流和时间面前,强度只会下降,不会上升。


    但在中国东部的一段路基上,这一铁律被彻底打破——原本只有3MPa的设计强度,在四年后竟增长到15MPa。这不是实验室数据,而是现场检测结果。


    在西北的戈壁滩,一条承压百吨矿卡昼夜通行的道路,年久未见结构性破坏;


    在黄土高原,长期困扰工程界的湿陷性黄土,在暴雨、重载和四季循环中依旧稳固;


    而在湖北,一个以磷石膏为主材的试验道路,经雨季暴晒的考验后仍完好如初。


    这些看似“不可能”的现象,都指向了同一项技术:凝岩(土凝岩)——一个把土壤重新“长成岩石”的中国原创突破。


    让土重新“长成岩石”

    中国在材料科学上的一次自我发明


    凝岩技术的独特之处不在“材料长什么样”,而在于它的底层逻辑:不是把土粘住,而是让土成岩。


    凝岩粉体与土壤中的硅、钙、铝等矿物发生深层反应,促使土体内部生成稳定的类岩石结构。这意味着:结构会不断致密、强度会随时间增长、性能不是衰减,而是“反向提升”。


    更关键的是,它完全不是照搬国外的土固化材料,也不是技术“改良版”,而是中国自主原创体系。


    2015年,一项名为《一种土凝岩及其制备方法》的发明专利(专利号:ZL 2015 1 0119590.4)正式获得国家知识产权局授权,发明人为朱建华。此外,“土凝岩”这三个字,也是由朱建华“首创”的。


    2019年,朱建华作为土凝岩(凝岩技术)发明人,向国家商标局进行申请,最终,“凝岩”商标被核定使用在建筑、建筑材料、筑路等领域。


    这两份国家相关管理部门颁发的文件,不仅确立了凝岩的技术原创性,也确立了朱建华为土凝岩技术的原创人,更标志着这项技术完成了从工程试验到制度承认的关键一步。


    凝岩之所以能够形成跨越多领域的“全场景材料体系”,就在于它解决的不是某一个场景的问题,而是:它抓住了土地与材料之间的根本矛盾。


    实际上,凝岩技术的应用早在很多年前就开始了。记者在一份由中国水利水电第十三工程局有限公司,国道107线郑州段改建工程项目部出具的《DHT土凝岩稳定土使用报告》中看到,在2007、2008年左右,土凝岩(凝岩技术)就已应用在国道这类高等级公路的修建上,材料中显示“(土凝岩)路用性能良好,满足高等级公路底基层、基层设计强度和路用性能要求,使用方法便捷”。


    凝岩技术是这样落地的

    奇迹是这样发生的


    可以说,凝岩技术是一个突破核心机理,解决万类工程难题的“创举”,让我们一起来看看凝岩技术的实际应用。


    首先是矿区的深度应用。这项技术像一把“万能钥匙”,打开多个工程难题的锁。


    在矿区,工程问题的复杂性与极端性远超城市道路。这里有:重载运输的极限压力、矿壁的长期稳定要求、尾矿库的环保安全压力、回填材料的高成本和高碳排放问题、大面积基础硬化的材料消耗。


    而凝岩在矿区的表现,是它跨场景能力最集中、最震撼的印证。


    记者了解到,新疆哈密——嘉峪关之间某矿区,原本的砂石道路三天就烂,而凝岩道路历经多年重载运输,仍未出现结构破坏。原因在于:当地戈壁土与凝岩结合后形成了“类岩石”结构,能够承载持续重载。


    当然,在矿区里修筑可供重载卡车运输的路,只是凝岩技术的“小小”展现。


    除修建矿区道路外,凝岩在矿井井壁加固上也显现出奇特的效果,具体来说,就是将凝岩浆体喷洒到矿井井壁上,与原位土结合产生成岩反应,使矿井井壁稳定性提升。这一技术优势,可减少喷浆、水泥灌浆等传统方式的高成本投入。对于最终效果,技术人员评价道:“稳定得像打了地基,不是贴上去,而是长出来。”


    在尾矿治理方面,采用凝岩技术,可使尾矿固化、稳定、环保同步完成。尾矿库长期面临渗漏、污染、坍塌风险。凝岩可让尾矿颗粒形成稳定结构,避免二次扬尘和渗滤。这是传统工法难以做到的。


    在矿区膏体回填方面,凝岩可替代水泥的使用,让成本大幅下降。水泥是矿区膏体回填里的最大成本来源。凝岩能在降低水泥用量的同时,增强回填体的稳定性。北方某矿区估算,该项技术材料成本可下降25%~40%。


    此外,凝岩在采空区回填与生态修复方面也极具效能,可把地稳住,把绿还回去。凝岩回填体具有可控强度与高密实度,可作为采空区填充材料,避免塌陷。回填后的凝岩结构可与土体融合,不产生二次污染。这是矿区“绿水青山”治理实践中极具价值的技术路径。


    其次是在沙漠公路的应用。用沙子修路,凝岩给了世界第三种答案。


    沙漠修公路难题已困扰世界半个世纪。难点在于:沙子圆滑,无法形成长久骨架、高温导致沥青疲劳、材料运输成本高得惊人。


    凝岩的突破是:当地沙,即可成岩。


    在宁夏与新疆的试验路段中,沙子与凝岩拌合后分层压实,形成稳定的岩状结构。工程人员说:“第一次看到沙子能像岩石那样稳。”多年风沙、高温与温差冲击后,这些试验段依旧稳定。如果沙漠公路未来能实现大规模建设,凝岩很可能是决定性技术。


    其三是在黄土高原的应用。在最容易塌陷的地方,凝岩让道路“静止”了下来。


    在道路工程建设中,黄土高原的湿陷性黄土长期被视为道路建设的“天敌”。记者了解到,在甘肃庆阳的试验工程中,当地黄土经凝岩材料处理后所修建的道路连续多年经历强降雨、重载碾压、冻融循环,仍保持完整,无陷落、无翻浆、无断面破坏。这是过去工法难以做到的。凝岩之所以有效,是因为:它不是覆盖黄土,而是重建黄土的结构。


    还有在磷石膏堆场的应用。这一长期存在的固废难题,有了工程化解决方案。


    磷石膏年产量巨大,长期堆放造成安全与环保压力。传统工程中,因其遇水膨胀、结构性弱,几乎无法作为道路材料使用。


    记者了解到,湖北保康的试验工程给出了惊喜,磷石膏在凝岩体系中被钝化,形成稳定的结构体,经暴雨、高温、寒冬后未出现膨胀破坏,环保检测达标。


    这是一个“双赢”成果:既处理了固废,又创造了结构价值。凝岩在固废治理领域的潜力由此被全面打开。


    一个人扛起一项技术

    从失败引进,到走向中国原创之路


    所有的技术突破背后,都有一个人。朱建华,凝岩技术核心发明人之一。


    他最早接触的是国外土固化技术,但亲眼见到这种技术在美国有效,在中国土壤中大量失效。他意识到:“中国的土壤构成太复杂,照搬没有用,必须自己发明。”


    这是一条最难的路。


    没有项目经费,他卖掉住房;没有实验室,他背着材料在矿区、戈壁、黄土坡做试验;没有理论模板,他从失败中重新搭建技术体系;没有“拿来主义”的捷径,他从中国土壤矿物结构中重新分析机理。他的科研理念朴素却有力量:“科技不能只写在论文里,要写在土地上。”


    凝岩技术最终成为一项真正由中国土壤、中国需求、中国工程体系倒逼出来的原创技术。


    凝岩的意义

    不仅是材料革命,而是国家战略的回响


    凝岩的价值,不只在工程领域的成功,更在于它与国家战略高度契合。


    科技自立自强不是引进,是重新发明;绿色低碳是减少水泥砂石用量、减少碳排放;固废资源化是钢渣、粉煤灰、磷石膏“变废为材”;生态保护是减少砂石开采,让土地不再被过度索取;资源安全是构建中国自己的材料体系。


    它象征着一种时代能力:中国不仅能跟随世界做材料,也能创造世界没有的材料。在更多的矿区、在更辽阔的沙漠、在更复杂的地质区、在更高的工程挑战中,凝岩可能正在开启一种全新的工程文明。


    它证明了一件事:科技兴国,不仅是口号,也可以从土地里长出来。



  • 文章关键词: 凝岩术
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