让建筑垃圾“重生”,是实现“双碳”目标的重要挑战。近日,南京工业大学徐金俊副教授团队科研成果“废旧混凝土高值化再生利用新技术”荣获第50届日内瓦国际发明展金奖。该成果解决了废旧混凝土在结构工程中高值化再生利用的问题,一体化提升了再生混凝土材料—结构的服役性能,已应用于江苏、浙江、云南等地区10余项工程中。 “废旧混凝土破碎后的‘石头’,又称再生粗骨料,存在很大的物理缺陷。”徐金俊带领团队创新研发了全自动再生骨料水洗筛分一体化装备,提出了“复合氢氧化钙浸泡+二氧化碳养护”的再生细骨料预处理工艺方法。相较于传统方法,再生骨料表观密度提高了1.8%—4.8%,压碎率减小20.2%—23.5%。 面对由废旧混凝土制备而成的再生混凝土配比难的问题,团队研发新技术,优化了再生混凝土配合比。其中,“等效砂浆体积法”通过控制砂浆和再生骨料的体积比例,避免再生混凝土出现“太干”或“太湿”的问题;“等效总水量法”则通过考虑再生粗骨料的吸收率,在满足施工性能的前提下减少用水量,提高再生混凝土的力学强度。 为精准把握再生混凝土性能,团队还给再生混凝土建立“档案库”:用数学公式记录它在高温、潮湿等不同环境下的“抗压脾气”,并通过数据库和智能算法提前预测它的“身体状态”。“这套‘公式’能精准计算出水泥、水、砂石和再生骨料的最佳配比,保证再生混凝土跟‘原装’一样结实耐用。”徐金俊说。 在结构部件和体系层面,传统混凝土靠钢筋“拥抱”受力,而团队突破思维:给再生混凝土结构内置型钢、外包钢管。项目参与者、南工大本科毕业生陈文广介绍:“就像往一个易拉罐里灌满沙子,散落沙子的力量获得了聚合,让再生混凝土构建的结构更稳固、更安全。”
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