2025年8月，在中国施工企业管理协会举办的第五届工程建设企业科技创新大赛上，水电十一局科研设计院参赛的《水工建筑物混凝土表层裂缝耐老化抗冲击修复处理关键技术》斩获一等成果奖，代表着青年创新最高水准。而这项荣誉的背后是科研技术研究所副所长张永辉和团队成员夜以继日的试验和攻关。

受材料特性与环境力量共同作用的影响，时间久了，水工建筑物混凝土表层容易出现裂纹，虽然不影响工程质量，但斑驳的印记也带来了一系列麻烦。为了抚平水工建筑物身上“岁月的年轮”，科研设计院在混凝土表层裂缝耐老化抗冲击修复处理关键技术研究的道路上持续攀登，让创新的成果守护每一座建筑物。

起因，基于服务工程的赤子之心

某工程孔溢流面混凝土在运行过程中，受年温差大、昼夜温差大、强紫外照射等恶劣环境因素影响，混凝土表面产生不同程度的裂缝。业主方经过多方调研后，向水电十一局咨询如何修复。水电十一局科研设计院的张永辉在了解到情况后，第一时间奔赴现场，踏勘现场情况。他轻轻拂过混凝土溢流面上细如发丝的裂缝，目光坚定地说：“这不是伤疤，这是混凝土在与岁月和环境搏斗后，留下的必然‘年轮’。”巨大的温差让混凝土“热胀冷缩”，水位的涨落使其承受“呼吸循环”，水流、冰凌的冲击则如永不停歇的“拳脚”。在这些力量的交响下，刚性混凝土表面产生微观裂缝，是其无法逃避的“宿命”。

在踏勘之后，张永辉提出，在现有产品上提高性能或对参数进行微调，来解决混凝土这一现状。于是，科研设计院立即组织团队，对市场现有材料开展分析和实验。张永辉面对着白天失败的修复材料样本，常规的环氧树脂要么脆如玻璃，一撞即碎；要么软如橡胶，难以耐久。疲惫中，他翻阅到一篇关于“螳螂虾”的科普文章，这种生物的前肢能击碎贝壳，自身却能在上万次猛烈撞击下安然无恙，其奥秘在于一种独特的“螺旋纤维缓冲结构”，对！我们可以从涂层结构增强增韧的角度入手，为水工建筑物造一件‘能抗揍、耐疲劳’的铠甲，让它们能更从容地应对未来数十年的风雨。这个灵感如闪电划破夜空，他立刻将头脑里的构想图记录了出来。

攻坚，始于材料性能的极限挑战

将“耐老化”与“抗冲击”融合之路布满荆棘。要想解决恶劣气候条件下混凝土表层龟裂缝修补以及混凝土构筑物耐老化抗冲击防护的难题，首先必须要研发出一种能够满足条件的环氧固化体系。为了寻找一种完美的聚合物基材，张永辉带领团队开始了反复实验和测试，筛选了上百种树脂配比，实验室里瓶罐林立，空气中弥漫着化学试剂的味道。失败的样本在加速老化箱中变得粉化或脆裂，已是家常便饭。但张永辉却坚定地说：“科研哪有一帆风顺的，遇到问题不可怕，关键是要及时调整方向，找到解决问题的办法。”终于在半年后，他们制备出了具有高强度、高韧性及耐老化性能的聚氨酯改性环氧树脂、树状三维网状结构的高韧性酰胺基胺改性聚酰胺固化剂。虽然解决了新型环氧固化体系的问题，短暂的喜悦后，他们迎来了更大的挑战：如何为在恶劣气候下产生龟裂的混凝土表面，提供一道既坚固耐用又施工便捷的最终防护层？

这次张永辉带领团队从分子结构设计入手，试图在微观世界里建造一座防御工事。那是一场与微小世界的不懈博弈。为了确定最佳配方，团队曾连续一周，每天进行二十几组实验。实验室里，团队成员们从清晨到深夜，不停地称量、搅拌、观察、记录，像专注的工匠在雕琢一件看不见的艺术品。高强度的工作让每个人的眼睛里都布满了血丝，但每当一组新的数据出现，都让大家觉得离目标更近了一步。最终，他们成功地将理论模型转化为现实——一款高触变、施工便捷的耐老化抗冲击胶泥诞生了。

成果，绽于科研征程的砥砺前行 

在研发完成的那一刻，张永辉说：“真金需火炼，一项技术的成败最终要交由实践来裁决。这项修复技术一经成熟，便如同一位整装待发的“良医”，开始巡诊于祖国各地的水工建筑。”于是，张永辉带领着团队进行了多次的现场试验，张永辉团队中的一员说：“每一次的应用，都是一次严峻的考场，既期待成功，又期待更优！”修复后的结构，在经历数个汛期的猛烈冲刷和寒暑周期的严酷考验后，均交出了优异的答卷，从根本上保障了水利工程的长期安全运行与效能发挥。它成功抚平了高速水流冲刷留下的蚀坑与裂纹，抵御住了巨大势能转化的冲击与磨损、修复了空蚀与水流共同作用下的复杂损伤。

水工建筑物混凝土表层裂缝耐老化抗冲击修复处理关键技术收获了业界的广泛认可，从中施企协青年科技一等奖，到彰显巨大应用价值的“电建集团科学技术二等奖”“水力发电科学技术奖”，一系列重磅奖项为这项技术的卓越性写下了权威注脚。它构建了坚实的知识产权根基，获得1项国家发明专利与2项实用新型专利，如同为其核心技术构筑了坚实的护城河。它实现了从技术到标准的飞跃，团队并未止步于技术本身，而是进一步凝练，主编了团体标准。这意味着该技术已从一项优秀的“成果”，升华为被行业广泛采纳的“规范”，真正实现了从点状突破到推动行业进步的跨越。

获奖证书