馬克儉院士充分利用混凝土網(wǎng)格式框架墻結(jié)構(gòu)這一成果，大膽突破，直接將磷石膏澆灌做成墻體，采取分層分段澆制石膏和混凝土的新工藝。如果“馬氏石膏房”在整個(gè)中國(guó)乃至全世界遍地開(kāi)花，所有人都是“石膏客。”至少，磷廢渣這個(gè)超級(jí)垃圾將沒(méi)有了蹤影。
用石膏漿液現(xiàn)場(chǎng)澆制造房子！
第一次聽(tīng)到這個(gè)說(shuō)法，記者震了一下。在人們的心目中，木頭、磚、瓦、灰、沙石是造房子的基本建筑材料，即便在近代鋼筋混凝土代替木頭成為房子的受力結(jié)構(gòu)，粘土磚仍然是墻體的主力軍。
現(xiàn)在，中國(guó)工程院院士、九三學(xué)社社員、貴州大學(xué)空間研究中心主任馬克儉教授將要挑戰(zhàn)和打破這個(gè)傳統(tǒng)，他采用現(xiàn)場(chǎng)磷石膏漿液與混凝土現(xiàn)場(chǎng)分層分段澆制，形成一種混凝土網(wǎng)格式框架石膏墻體，并用磷石膏作模殼形成大開(kāi)間墻體和用石膏作模殼的鋼筋砼空腔大板，再用磷石膏輕質(zhì)砌塊自由劃分居室，形成新型的小高層（12層）大開(kāi)門(mén)靈活劃分居室節(jié)能住宅建筑。
一句話觸動(dòng)創(chuàng)新神經(jīng)
雖是深冬，但貴州的天氣卻顯得暖意融融。在位于貴陽(yáng)市城郊蔡家關(guān)的貴州大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心里，馬克儉院士興奮地和記者大談石膏造房的事情。他的面前是一塊用厚書(shū)支起的繪圖板，繪圖板成一個(gè)斜面，以方便主人在上面繪圖和計(jì)算。木板的四周擺放著許多圖紙和資料，寬大的桌子上還是顯得有些擁擠。從圖紙上可看出，尺子和鉛筆仍是馬克儉的繪圖工具。采訪期間，不斷有電話打進(jìn)來(lái)，成都的一家公司還有人登門(mén)拜訪求教。
馬克儉的研究領(lǐng)域是建筑空間結(jié)構(gòu)，其研究成果“大跨度預(yù)應(yīng)力曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)”、“新型鋼筋混凝土空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”、“新型鋼空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”、“大跨度預(yù)應(yīng)力空間管桁架”等在國(guó)內(nèi)外均處于領(lǐng)先地位，中國(guó)工程院有四位院士致力于鋼空間結(jié)構(gòu)的研究，他就是其中的一位。他除鋼空間結(jié)構(gòu)有許多成果外，在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)領(lǐng)域里也有很多創(chuàng)新成果。
馬克儉走的一直是教、研、產(chǎn)高度結(jié)合的道路，全國(guó)13個(gè)省、市、自治區(qū)都有他設(shè)計(jì)的新型結(jié)構(gòu)建筑作品。貴陽(yáng)人對(duì)該市鬧市區(qū)大十字的環(huán)型天橋一定記憶深刻，那就是馬克儉的設(shè)計(jì)作品。目前尚在作最后外墻裝修的、總高度達(dá)228米的貴州省目前最高建筑——凱賓斯基大酒店，也是馬克儉院士的科技成果。
被選為院士的馬克儉目前帶著多所大學(xué)的研究生：天津大學(xué)的四個(gè)博士，湖南大學(xué)的四個(gè)博士和一個(gè)博士后，貴州大學(xué)的三個(gè)碩士。而湖南大學(xué)及天津大學(xué)兩名博士的研究分別是：“現(xiàn)澆石膏鋼筋混凝土網(wǎng)格式框架小高層節(jié)能住宅”和“現(xiàn)澆石膏、裝配整體式鋼網(wǎng)格框架結(jié)構(gòu)小高層節(jié)能住宅”，研究的方向均是如何利用脫硫石膏制造多、高層節(jié)能建筑。
一直在創(chuàng)新之路上尋求突破的馬克儉，在中央有關(guān)文件中看到“工業(yè)固體廢渣資源化”這句話時(shí)，心潮涌動(dòng)，他首先想到的是貴州的兩大磷化工企業(yè)——甕福集團(tuán)公司和開(kāi)磷集團(tuán)公司所排出的那些大量磷廢渣。作為亞洲最大的磷化工基地，甕福集團(tuán)每年生產(chǎn)磷酸產(chǎn)品后都要排出大量的垃圾，這些名叫“二水石膏”的垃圾不僅占據(jù)著良田好土，更重要的是，它對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了污染。甕福集團(tuán)公司一直為如何徹底解決污染問(wèn)題而深感苦惱。馬克儉產(chǎn)生—個(gè)大膽的設(shè)想：能不能把那些磷酸產(chǎn)品廢渣轉(zhuǎn)化為資源優(yōu)勢(shì)呢？這個(gè)設(shè)想得到學(xué)校黨委和甕福集團(tuán)高層的大力支持。
“石膏房”造價(jià)低于常規(guī)房造價(jià)
馬克儉到貴州甕福集團(tuán)公司調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，該集團(tuán)公司每年所排放的磷酸產(chǎn)品廢渣約200萬(wàn)立方米，轉(zhuǎn)化為磷石膏后，每年可利用它建造節(jié)能住宅900萬(wàn)平方米，可節(jié)約粘土磚1l億塊。而貴州開(kāi)磺集團(tuán)公司每年排放的廢渣數(shù)量也很驚人。此外，我國(guó)的火電站在燃煤發(fā)電排煙的過(guò)程中，需要大量的石粉脫硫，這些脫硫后的石粉，轉(zhuǎn)化為“脫硫石膏”。磷石膏和“脫硫石膏”均與天然石膏同性，如果將這些廢渣轉(zhuǎn)化成建筑材料，那將是建材產(chǎn)業(yè)的一次革命，環(huán)境保護(hù)的一個(gè)亮點(diǎn)，其意義不言而喻。
在貴州省建設(shè)廳的大力支持下，馬克儉在2006年就開(kāi)始介入“磷石膏在建筑工程應(yīng)用”研究。馬克儉設(shè)想，能否像澆灌混凝土那樣，直接把磷石膏澆灌成墻體，甚至可以把混凝土框架包裹在石膏墻里面以解決保溫隔熱的問(wèn)題？2007年，馬克儉領(lǐng)導(dǎo)的貴州大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心成立課題組，與貴州大學(xué)化工學(xué)院著手展開(kāi)磷廢渣轉(zhuǎn)化為建筑材料的理論分析和科學(xué)試驗(yàn)，甕福集團(tuán)公司董事長(zhǎng)何浩明向馬克儉表示，將利用準(zhǔn)備修建的職工宿舍樓，作為課題組的試驗(yàn)“基地”。
馬克儉先在300平方米的試驗(yàn)樣房進(jìn)行施工演練。他充分利用混凝土網(wǎng)格式框架墻結(jié)構(gòu)這一成果，大膽突破，直接將磷石膏澆灌做成墻體，采取分層分段澆制石膏和混凝土的新工藝。這一工藝不僅使石膏漿液全部填充網(wǎng)格內(nèi)部，而且還將混凝土網(wǎng)格式框架的立柱及橫梁包裹的厚度達(dá)25毫米，具有保溫、隔熱、隔音的建筑節(jié)能功效。采用磷石膏現(xiàn)澆的網(wǎng)格式框架墻和磷石膏模殼鋼筋砼空腹大板，每戶在一塊大板樓蓋上用輕質(zhì)石膏砌塊靈活劃分居室形成的節(jié)能小高層建筑。
與常規(guī)框架結(jié)構(gòu)的小高層住宅建筑對(duì)比分析，“石膏房”節(jié)約工程造價(jià)5%—6%。假設(shè)全國(guó)13億人每人修建1平方米的房子，按節(jié)約單價(jià)每平方米80元來(lái)計(jì)算，13億平方米的建筑將節(jié)約工程造價(jià)1040億元，而磷石膏用量與混凝上的用量幾乎持平。如果把石膏家族中的脫硫石膏也用來(lái)造房子，那么，“石膏房”的節(jié)能特性將更加突顯。值得注意的是，由于石膏廢渣取代了粘土磚，每年可節(jié)約18萬(wàn)畝的土地。這對(duì)正在大搞生態(tài)文明建設(shè)的中國(guó)城鄉(xiāng)來(lái)說(shuō)，具有重要的戰(zhàn)略意義。
試驗(yàn)順利成功，馬克儉興奮得像揀到一塊金子。“現(xiàn)在許多企業(yè)都來(lái)找我合作了。”馬院士開(kāi)心地說(shuō)。
甕福人將成為第一批“石膏客”
《空間結(jié)構(gòu)》雜志是中文核心期刊，2009年第三期發(fā)表了馬克儉等人合寫(xiě)的論文——《空間網(wǎng)格式框架結(jié)構(gòu)在多、高層大開(kāi)間靈活劃分房間石膏節(jié)能建筑中的研究與應(yīng)用綜述》。12位作者，甕福集團(tuán)董事長(zhǎng)何浩明就是其中之一，可見(jiàn)甕福人對(duì)于解決磷酸廢渣問(wèn)題的迫切心情。
甕福集團(tuán)原計(jì)劃修建的職工居住樓約3萬(wàn)平方米，均為7層。采用“石膏造房”新技術(shù)后，該公司將面積一下子擴(kuò)大到5.7萬(wàn)平方米，并將7層改為小高層（11層）大開(kāi)間建筑，以其中的一棟作為馬克儉院士的試驗(yàn)樣房。試驗(yàn)期間，精神矍鑠的馬克儉無(wú)數(shù)次跑到甕福集團(tuán)所在地貴州省福泉市看望他的“寶貝”，心像花兒一樣燦爛。2009年底，試驗(yàn)樣房竣工，全世界第—棟用現(xiàn)澆石膏做主要建筑材料的房子在中國(guó)貴州高原誕生了。目前，這棟試驗(yàn)樣房正在進(jìn)行外墻防水和裝修。不久，甕福集團(tuán)公司的職工將作為第一批“石膏客”，安居于國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例的石膏與混凝土分層分段澆制的小高層節(jié)能住宅里。
從三大主體建筑材料——混凝土、磷石膏、鋼材分析，將石膏試驗(yàn)樓房與常規(guī)小柱網(wǎng)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)建筑作比較，馬克儉發(fā)現(xiàn)：兩者的混凝土用量接近；前者比后者的鋼筋用量減少20%；磷石膏取代粘土磚、模殼及保溫材料，用量與粘土磚用量持平，前者的建筑施工單位預(yù)算價(jià)每平方米1260元，比后者下降每平方米90元。整棟房子的造價(jià)整體下降45萬(wàn)元，按10棟計(jì)算，整整節(jié)約450萬(wàn)元！
這一令人振奮的結(jié)果，激勵(lì)著包括馬克儉、何浩明在內(nèi)的人們。沒(méi)想到廢渣如此一處理，不僅變成了符合環(huán)保精神的建筑材料，還大大增加了本身的附加值，這真是一舉多得的好事情。2010年，甕福集團(tuán)公司決定所有的職工住房將全部采用磷廢渣來(lái)修建，該公司的磷廢渣處理問(wèn)題終于迎來(lái)了燦爛的曙光，中國(guó)的磷酸制造企業(yè)在“工業(yè)固體廢渣資源化”的努力中有了一個(gè)新的突破口。馬克儉的“廢渣變寶”課題組，由此拉開(kāi)了一個(gè)全新的序幕。
非常重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)的馬克儉已將自己的這一發(fā)明，向國(guó)家有關(guān)部門(mén)申請(qǐng)多項(xiàng)專利。幾年之后，“馬氏石膏房”這一新鮮詞語(yǔ)，或許會(huì)成為—個(gè)新的話題闖進(jìn)人們的生活?，F(xiàn)在，馬克儉要做的事情，是如何在農(nóng)村推廣他的這一成果。“我想到貴州省黔西南自治州的晴隆縣繼續(xù)我的這個(gè)石膏造房計(jì)劃，那里是國(guó)家級(jí)扶貧重點(diǎn)縣，只要在農(nóng)村推廣開(kāi)來(lái)，對(duì)于我們貴州，對(duì)于我們國(guó)家，意義非同一般。”
如果“馬氏石膏房”在整個(gè)中國(guó)乃至全世界遍地開(kāi)花，那將是個(gè)什么樣的情形？“所有的人都是‘石膏客’。至少，磷廢渣這個(gè)超級(jí)垃圾沒(méi)有了蹤影。”馬克儉院士彈著煙灰幽默地說(shuō)。
75歲的馬克儉至今還坐在寬敞的辦公室里，沒(méi)有離開(kāi)過(guò)半步崗位。“省里出臺(tái)的返聘有作為的科技人員繼續(xù)發(fā)揮作用的人才政策非常好，欠發(fā)達(dá)的貴州就需要這樣的做法”。馬克儉說(shuō)，某民營(yíng)企業(yè)出百萬(wàn)年薪外加一棟別墅“聘請(qǐng)”他，但他不為之所動(dòng)，“因?yàn)槲乙蚜?xí)慣了貴州這片土地，工資雖少，但干得快活”。（原載《當(dāng)代貴州》影響力雜志2010年第1期，文/陸青劍）
