在寧波財經學院的材料實驗室里,一束束看似普通的白色纖維,正引發一場混凝土性能的“靜默革命”。由該校“科韌纖維”團隊研發的特種聚丙烯纖維,憑借3項獨創的專利技術,成功攻克混凝土抗拉強度低、易開裂、耐腐蝕性差等行業痛點,以高性價比的綠色解決方案,為傳統建材注入堅韌新動能,更實現了工業副產物的高附加值利用。
混凝土易開裂、耐久性不足是長期困擾建筑行業的痛點,而部分工業副產物的資源化利用也一直是行業關注的焦點。寧波財經學院“科韌纖維” 團隊精準把握這一核心需求,將纖維技術與混凝土材料相結合,致力于從根本上增強混凝土“韌性”。然而,普通聚丙烯纖維在實際應用中面臨三大瓶頸:在混凝土中分散不均,難以形成有效支撐;表面光滑導致與水泥基體粘結力弱;疏水特性阻礙水泥水化,影響整體強度。
為破解這些難題,團隊歷經反復試驗,取得三項關鍵技術突破。首創“聚丙烯纖維取向結晶技術”,通過精確控制冷卻工藝,使纖維內部形成有序晶體結構,賦予其“方向感”,確保在混凝土中均勻分布、同向排列,大幅提升支撐效率;研發“聚丙烯纖維腐蝕技術”,利用溫和化學蝕刻在纖維表面構筑納米級粗糙結構,顯著增加與水泥的接觸面積和機械咬合力,使握裹強度提升30%以上;自主研發“聚丙烯纖維親水改性交聯劑”,以硅烷偶聯劑和丙烯酸樹脂為主要成分,在纖維表面形成牢固親水膜,不僅改善混凝土和易性,更使后期強度提升約15%。
實驗室的優異數據,還需經過實踐的檢驗。起初,建材企業工程師對這項學生團隊研發的技術持觀望態度。然而,當混入特種纖維的混凝土經攪拌、振搗、成型、養護后,拆模后的構件表面光潔、內部結構致密。標準檢測結果顯示,這批構件早期開裂現象得到有效抑制,抗壓強度與耐久性指標均優于設計要求。
目前,這項依托3項實用新型專利的技術已從實驗室走向實際應用場景,先后在校內實驗樓加固、本地建材企業產品升級等項目中成功試用,獲得多家工程單位實戰驗證與高度評價。
寧波市北侖區白峰新義土建工程隊自2024年10月起,在混凝土結構加固、綠化邊坡防護及管道埋設回填層等場景試用該纖維,按0.5%體積比將其摻入混凝土或砂漿。實踐證實,混凝土裂縫發生率較傳統材料降低30%,結構壽命預計延長15%以上。
從實驗室的技術攻關到工程現場的實戰檢驗,寧波財經學院學子以“微創新”破解行業“大問題”,不僅為提升混凝土性能提供了全新技術路徑,更通過降低建筑維護成本、延長結構壽命,為建材行業綠色可持續發展貢獻了高校智慧。
(中國教育報-中國教育新聞網 記者 史望穎 通訊員 吳思盈 呂國錫)
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