历经百年风霜，水泥，这一凝聚了人类智慧与汗水的建筑材料，深深植根于国民经济可持续发展的脉络之中，成为现代建筑不可或缺的基石。

　　我国水泥产量巨大，已经连续近四十年稳坐全球产量第一的宝座，水泥或熟料年产量也早已占全球总产量的50%以上。作为水泥大国，在“双碳”背景下，如何在这项高排放的传统工业中注入绿色动能，如何在减碳技术的征途上持续领跑，成为全社会共同探索的课题。

　　6月26日，一个振奋人心的消息传来——经中国建筑材料联合会和中国硅酸盐学会组成的建筑材料科学技术奖奖励工作领导小组审定，由中国建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“中国建材总院”）完成的“硅酸三钙/阿利特的结构与性能调控理论及其应用”项目荣获2023度建筑材料科学技术奖基础研究奖一等奖。这不仅是对该项目团队不懈努力的最高赞誉，更是为我国水泥行业乃至整个建材领域的绿色发展之路点亮了一盏明灯。

　　使命在肩 勇攀“碳”索高峰

　　“硅酸三钙/阿利特（硅酸三钙简写C3S，其固溶体称为阿利特）作为硅酸盐水泥熟料中最重要的矿物，占熟料的55%～65%，是水泥混凝土强度的主要来源，其重要性不言而喻。”

　　在中国建材总院的绿色建筑材料国家重点实验室大楼内，项目第二完成人、中国建材总院水泥科学与新型建筑材料研究院水泥化学与房建材料研究所所长任雪红教授向记者介绍道，面对C3S/阿利特结构复杂多变、研究难度极高的挑战，团队在张文生教授的带领下，依托国家“973”计划、国家自然科学基金等重大项目支持，历经二十余载的潜心钻研，终于取得了突破性进展。他们不仅揭示了C3S晶体结构的精细奥秘，还创新性地提出了基于活性O2-的高胶凝性本源理论，为C3S/阿利特的结构与性能调控提供了坚实的理论基础。

　　任雪红指出，C3S/阿利特有三种晶系的七种不同晶型，可呈现三斜T1、T2、T3、单斜M1、M2、M3和三方R等。纯C3S只能以T1晶型存在，其他高胶凝性能晶型必须引入掺杂离子才能获得。掺杂离子影响C3S/阿利特结构与性能调控的关系同样得到了许多研究。然而，这种关系一直是定性研究或者模糊试错式的研究，缺少定量化的方法，且高胶凝性的R型C3S/阿利特晶型难以在工业化熟料中存在。这就导致难以运用掺杂离子最大程度提高硅酸盐水泥熟料的强度，生产高强度的硅酸盐水泥熟料。

　　“项目通过C3S/阿利特结构调控优化，提高水泥熟料的强度性能，是在不增加能耗的基础上，从根本上提升水泥性能、降低其碳排放的重要技术途径，研究意义非常重大。”任雪红说。

　　硕果盈枝 引领绿色发展

　　“团队不仅在理论上取得了重大突破，更将研究成果成功应用于工业化实践，实现了从实验室到生产线的华丽转身。”

　　谈到项目取得的成绩，任雪红自豪地表示，本项目获得了国际上最精确的C3S晶体结构数据，发现了特殊配位活性O2-的位置及数目，提出了基于活性O2-的C3S高胶凝性本源新理论，并从原子层次阐明了不同晶型C3S胶凝性能差异的本质及其结构转变的机理。这为C3S/阿利特结构调控与胶凝性能调控及熟料高强度化奠定了理论基础。团队创新性提出了离子结构差异因子D及其表达式，发现了掺杂离子在C3S/阿利特中的位置取代规律及稳定C3S/阿利特晶型的“几”字形规律与机制。这为离子种类的选择和C3S/阿利特晶型的可设计调控奠定了理论基础，也为改变传统模糊试错式研究提供了新的量化方法。在此基础上，团队揭示了熟料体系中多离子复合作用稳定高胶凝性C3S/阿利特晶型的规律，建立了工业条件下其可控设计并稳定存在的新理论与新方法，并应用于工业化生产中。这为提高硅酸盐水泥熟料及水泥混凝土性能，降低建材行业碳排放，提供了重要理论与技术支撑。

　　“此次获奖，不仅是对项目团队辛勤付出的肯定，更是对总院坚持做难而有价值的事、坚持‘长坡厚雪’文化的高度认可，也是对建筑材料科技创新的高度认可。”任雪红强调，这一奖项的获得，将激励科研人员和团队继续投身于水泥科学的创新研究中来，共同推动建筑材料领域向更高性能、更环保、更耐久的方向发展。

　　“当前，在‘双碳’战略的引领下，我国建筑材料行业正迎来前所未有的发展机遇。我们有理由相信，在不久的将来，随着更多像‘硅酸三钙/阿利特结构与性能调控研究’这样的创新成果不断涌现和广泛应用，我国建筑材料行业定能绽放出更加璀璨的绿色之花，为国民经济的可持续发展贡献更大的力量。”任雪红说。

　　破浪前行 无畏重重挑战

　　科研的征途，犹如浩瀚星海中的航行，既壮丽又充满未知。在这条漫长而曲折的道路上，每一位科研工作者都是勇敢的探险家。

　　作为这浩瀚科研大军中的一份子，他们的故事是科研精神最生动的写照。在追求C3S晶体结构精确数据的征途中，深刻体会到了科研的艰辛与不易。在任雪红的印象中，获得精确的C3S晶体结构数据是一个极大的难题，涉及复杂的实验设计和数据分析。为了确保数据的准确性，团队采用高度精密的仪器和技术支持。这一过程不仅要求他们具备先进的实验设备和技术，还需要他们对材料的微观结构有深入的理解。此外，数据分析的复杂性和实验结果的可靠性验证也给他们带来了巨大的挑战。

　　“科研之路，挑战与机遇并存。”回忆那段时光，任雪红表示，在解决C3S晶体结构及其胶凝性能调控等关键科学问题的过程中，团队运用先进的材料合成与测试技术，不仅实现了研究目标，更在水泥/建材行业的低碳高质量可持续发展上迈出了坚实的一步。这一系列的成就，不仅验证了团队实验方法的正确性，更为未来的科研工作奠定了坚实的理论基础。

　　“科学探索是一个漫长的过程，在整个研究过程中，有太多难忘的时刻。记得有一次，我们发现了不同晶型C3S特殊配位活性O2-的位置与数目，提出了C3S高胶凝性本源的新理论，阐明了不同晶型C3S胶凝性能差异的本质及其结构转变的机理，为C3S/阿利特结构调控与胶凝性能调控及熟料高强度化奠定了理论基础。这个发现不仅验证了我们实验方法的正确性，也为理解和优化C3S的性能提供了全新的视角。那一刻，我被深深地触动，更加坚定了继续走水泥科研这条路的决心。”任雪红说。

　　前路不止 再启绿色征途

　　科研的道路从未有过终点。在荣誉与成就面前，任雪红和她的团队没有停下脚步，而是再次启航，踏上了新的绿色征途。

　　任雪红表示，在工业化生产过程中，掺杂离子直接影响熟料烧成的精准工艺参数，需要过程动力学数据的支持。下一步，团队将结合工业生产工艺条件，在调控R型C3S/阿利特晶型稳定存在于熟料中基础上，进一步研究多离子作用下C3S/阿利特和熟料的形成过程动力学参数。

　　在任雪红看来，走在科研的道路上，坚持不懈的精神、严谨的科学态度、推动科学进步的创新思维，以及团队合作和沟通能力都非常重要。但最重要的一点是要始终保持对科学的热爱。任雪红认为，创新思维是推动科学进步的核心动力，但对科学的热爱和好奇心是驱动科研工作的原动力。对未知领域的探索欲望和对科学真理的追求，使得科研人员能够在长期的艰苦工作中保持激情动力。

　　“绿色化、低碳化、高端化与数字化将是未来水泥工业重要发展方向，带着对科学的热爱与好奇，以及对水泥工业的美好憧憬，团队还面向国家‘双碳’战略新需求，借鉴C3S/阿利特晶体结构创新理论，挖掘矿物降碳潜能，开展新型低碳水泥熟料新体系的创新研究。”

　　面对未来，任雪红始终坚信，在科研的道路上，只要勇于破浪前行、无畏挑战，就一定能在科研的征途中不断取得新的突破和成就。