科教融汇赋能技术攻关新实践 东营职业学院学子深耕大跨度补偿收缩自密实混凝土技术

　　大跨度建筑后浇带开裂、密集钢筋区域浇筑难、工业固废资源化利用率不足,是长期困扰建筑行业的现实痛点。近日,东营职业学院智能建造工程学院师生科研团队聚焦工程实际需求,完成固废基自密实混凝土补偿收缩精准调控与力学性能协同设计项目研究,探索出一套适配大跨度结构的绿色混凝土技术方案,为建筑裂缝防控提供新思路。

　　大跨度公共建筑蓬勃发展的当下,混凝土收缩开裂问题,直接关系到建筑的使用寿命与安全。补偿收缩、自密实、纤维改性各类混凝土技术各有优势,但如何把工业固废利用、抗裂膨胀、免振捣施工多项优势融为一体,一直是行业探索的方向,不少工程配合比仍然依赖经验,缺少从实验室材料测试到实际结构安全验算的完整验证。

　　为破解这一技术难题,东营职业学院智能建造工程学院组建起由10名学生3名指导教师为主体的科研攻关小组。项目指导老师侯志成博士深耕混凝土结构研究领域,牵头指导整体研究方向、试验方案设计与数据研判;刘冬秀、冯雪老师则聚焦学生培养,做好科研过程指导,带领同学们把课堂知识搬到实验室,完整走完课题调研、材料选配、试件制作、性能检测、仿真模拟整套科研流程。

图1 东营职业学院智能建造工程学院师生在浇筑实验用混凝土构件

　　在东营市重点实验室——绿色智能建筑实验室内,同学们开启了日复一日的试验攻关。称量原料、搅拌拌合料、浇筑试件、养护脱模,每一个环节都严格对标行业标准。为拿到精准可靠的试验数据,团队反复调试材料配比,利用粉煤灰、矿粉这类工业固废替代部分水泥,搭配膨胀剂与聚丙烯纤维,研制C30级别新型自密实补偿收缩混凝土,设置多组对照试件,轮番开展流动性、抗压、抗拉、抗折、膨胀收缩等数十项试验。

图2 研究团队学生在测试混凝土构件膨胀率

　　一遍遍试验,一组组比对,研究收获喜人成果。研发出来的混凝土流动性能优异,无需振捣就可以充分填满钢筋缝隙;聚丙烯纤维在基体内部形成“桥接”作用,有效抑制裂缝产生;膨胀组分能够抵消混凝土后期干燥收缩,大幅降低开裂风险。做完室内材料试验,团队没有止步于此。大家把试验得到的真实力学、变形数据导入有限元软件ABAQUS,搭建大跨度梁后浇带三维仿真模型,还原混凝土膨胀产生预压应力的真实工况,从结构层面评估不同配方的抗裂效果,建立多维度的配比筛选标准,实现材料试验与结构安全评估的闭环验证。这也补齐了很多同类研究只做材料试验、缺少结构验算的短板。

图3 实验用部分待测混凝土构件样品

　　“做科研没有捷径,试件浇筑、仪器测试、数据记录,每一步都容不得马虎。”项目负责学生王涛表示,扎根实验室的这段经历,让自己真正读懂建筑工程技术,动手能力和科研思维都得到极大锻炼。

图4 研究团队在开展混凝土构件抗拉试验

　　据了解,东营职业学院智能建造工程学院坚持科教融汇、产教融合,把建筑行业真实技术难题转化为学生科创课题,依托各类科研平台,引导青年学子立足地方、面向产业开展创新实践,在科研实战中锤炼技术技能,为区域建筑业培育复合型技术技能人才。下一步,师生团队还将持续跟进混凝土长龄期性能表现,进一步优化配方参数,推动科研成果向工程实际应用落地转化。(供稿:东营职业学院智能建造工程学院 王涛 公豪 侯志成)