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再生玻纖增強水泥基復合材料成功應用于廣東佛山城市軌道交通項目
發表時間:2022-12-09     閱讀次數:     字體:【

根據中國物資再生協會纖維復合材料再生分會的數據統計,中國復合材料制造業邊角廢料(主要指玻璃纖維復合材料和碳纖維復合材料)及報廢產品固廢年產30萬噸~40萬噸。2020年,服役到期復合材料報廢產品約600萬噸,并呈逐年增加趨勢,到2030年預計將會超過3000萬噸。

這些數據表明,廢舊復合材料合理回收再利用勢在必行。
西安科技大學教授彭龍貴介紹稱,每處理1噸廢舊玻璃纖維復合材料,可減排210kg二氧化碳;每將1噸廢棄風電葉片制成托盤箱,可節省約0.6立方米的木材,減排1098kg二氧化碳。

再生玻璃纖維+高分子分散劑

彭龍貴團隊先將復合材料進行熱解,再通過可控剪切技術與設備進行切割并嚴格控制纖維長度及分布,獲得不同長徑比、呈一定函數分布的再生玻璃纖維,同時通過分子設計,合成一端親水、另一端含有多個緊密堆積的高密度陽離子基團的高分子分散劑。
這種高分子分散劑在水介質和水泥基堿性的雙重作用下,通過靜電力使再生玻璃纖維均勻分散于新拌水泥基復合材料漿體中,增強后者的力學性能及耐久性能。
摻入再生玻璃纖維的水泥基復合材料漿體可被廣泛應用于基建、水利、民建等工程建設中。

解決施工中的四大難題

圖片

佛山城市軌道交通施工圖 彭龍貴/供圖

目前,再生玻璃纖維增強水泥基復合材料研究成果已經成功應用于佛山城市軌道交通2號線一期工程綜合開發項目中,一舉解決了施工中遇到的四大難題:
一是在下穿通道用敞開式U形槽框架結構時,基坑開挖深度大、地質條件差、風險高,對混凝土抗滲性能要求高。
二是混凝土的一次澆筑方量高達3千~5千立方米,對混凝土抗裂性能要求高。
三是使用的結構梁板約48萬平方米,單次澆筑時間長達16小時,跨越中午高溫時段,對混凝土的抗裂性能要求高。
四是使用的型鋼梁尺寸為2米×1米,型鋼柱最大高度21米,鋼筋布置密集,型鋼如何與混凝土更好地結合是控制難點。
據彭龍貴介紹,該技術的使用將混凝土的減裂率提高到71.9%,干縮率從0.038%降低到0.021%,成本僅有聚丙烯(PP)纖維成本的1/3,且進一步提高了混凝土的強度。如果進一步優化配合比,成本可與普通混凝土持平。

 
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