攻克腐蝕難題 打造“鋼筋鐵骨”

校企合作筑就“智慧翅膀”，科技成果轉(zhuǎn)化護(hù)航長樂國際機(jī)場二期建設(shè)

作為福建省重點工程，長樂國際機(jī)場二期擴(kuò)建項目正全速推進(jìn)。

在這一工程背后，一項由在榕高校與央企攜手攻關(guān)——福建農(nóng)林大學(xué)與中國建筑第四工程局有限公司（簡稱中建四局）的產(chǎn)研合作成果，攻克海洋腐蝕環(huán)境下的結(jié)構(gòu)安全難題，為機(jī)場的“鋼筋鐵骨”注入科技力量，確保其高質(zhì)量建成并能從容應(yīng)對未來挑戰(zhàn)。

智慧新材料

給混凝土穿“防彈衣”

福州長樂國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程現(xiàn)場，塔吊林立，機(jī)器轟鳴。

由于長樂國際機(jī)場二期臨海，海洋環(huán)境帶來的強(qiáng)腐蝕性是工程建設(shè)面臨的首道難關(guān)。

“普通混凝土結(jié)構(gòu)在氯鹽的長期侵蝕下，容易開裂，內(nèi)部的鋼筋也會銹蝕、膨脹，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷，威脅基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)安全。”福建農(nóng)林大學(xué)教授廖飛宇介紹。

此外，大體積混凝土在施工時內(nèi)部溫度高，易收縮開裂，為氯離子入侵提供了通道。

如何讓航站樓更“長壽”、更堅固？福建農(nóng)林大學(xué)與承建方中建四局的聯(lián)合課題組交出了創(chuàng)新答卷。

科研團(tuán)隊成功研制出一種高性能PVA（聚乙烯醇）纖維混凝土。廖飛宇告訴記者，這種新材料仿佛給混凝土摻入了無數(shù)柔韌的“納米筋絡(luò)”。通過特殊的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，團(tuán)隊合成了高效的化學(xué)添加劑，能顯著降低混凝土施工時的內(nèi)部溫升和自收縮，從源頭上遏制開裂。同時，創(chuàng)新的高性能PVA纖維替代了傳統(tǒng)易銹蝕的鋼纖維，不僅更輕，且抗拉、抗折強(qiáng)度實現(xiàn)了大幅提升，能有效阻擋氯鹽侵蝕，顯著增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境下的耐久性。

為了精準(zhǔn)預(yù)測這種新材料在靜態(tài)壓力和動態(tài)沖擊（如臺風(fēng)、地震）下的表現(xiàn)，課題組還引入了人工智能（AI）技術(shù)，開發(fā)了本構(gòu)模型自動生成AI算法以及性能精確預(yù)測AI模型，為工程應(yīng)用提供了堅實的理論和數(shù)據(jù)支撐。

承重柱升級

打造“安全脊梁”

航站樓的安全，核心在于承重結(jié)構(gòu)。長樂國際機(jī)場二期項目創(chuàng)新采用了高性能鋼管混凝土疊合柱作為主要承重柱，就好像一種超級堅固的“三明治”結(jié)構(gòu)，結(jié)合了鋼管、混凝土等多種材料的優(yōu)勢。

面對臺風(fēng)、地震乃至意外撞擊等極端情況，這些“頂梁柱”必須穩(wěn)如磐石。廖飛宇表示，聯(lián)合團(tuán)隊經(jīng)過多年攻關(guān)，系統(tǒng)揭示了這種疊合柱的受力機(jī)理，創(chuàng)建了精確的設(shè)計分析理論和方法，并發(fā)明了新型的裝配式節(jié)點構(gòu)造。這些從材料到構(gòu)件、再到整體體系的精細(xì)化設(shè)計理論，以及高效建造技術(shù)，形成了完整的科技成果。經(jīng)中國工程院院士領(lǐng)銜的專家組鑒定，該成果整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該成果成功解決了高性能疊合結(jié)構(gòu)在施工建造與性能評估中的系列難題，確保了航站樓主體結(jié)構(gòu)具備卓越的承載能力、耐久性能和抗災(zāi)韌性。

據(jù)悉，這些創(chuàng)新技術(shù)已成功轉(zhuǎn)讓給中建四局，并應(yīng)用于正在建設(shè)的T2航站樓工程中，為長樂國際機(jī)場二期這條空中通道打造了更為堅固的“身軀”，也為福建省重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的校企協(xié)同創(chuàng)新與科技自強(qiáng)寫下了生動注腳。

產(chǎn)研融合

打通成果轉(zhuǎn)化“快車道”

廖飛宇介紹，上述研發(fā)和工程應(yīng)用形成了《大型高性能鋼管混凝土疊合結(jié)構(gòu)設(shè)計理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用》的體系化成果，受到中國工程院院士的高度肯定，認(rèn)為該項目的關(guān)鍵技術(shù)與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)水平相比，具有顯著的創(chuàng)新性和先進(jìn)性，對于促進(jìn)工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

為了破解技術(shù)落地“最后一公里”難題，福建農(nóng)林大學(xué)“高性能基礎(chǔ)設(shè)施材料與結(jié)構(gòu)”課題組與中建四局施工團(tuán)隊定期開展技術(shù)研討，充分發(fā)揮地方高校“實驗室到工地車程不足1小時”的優(yōu)勢，實現(xiàn)高校實驗室與施工一線高頻次聯(lián)動。

這一校企合作創(chuàng)新成果是福州科創(chuàng)走廊建設(shè)取得的顯著成效，也是在榕高?？萍汲晒诟Ｖ荼镜剞D(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的生動體現(xiàn)。

福州市科技局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，作為推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合的重要舉措，近年來，福州市高標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)科創(chuàng)走廊建設(shè)，逐步形成了“雙核兩廊十四片”為主、覆蓋全市的建設(shè)格局。

福州在省內(nèi)率先建成科技成果轉(zhuǎn)化公共服務(wù)平臺App，并接入“e福州”“閩政通”政務(wù)服務(wù)平臺；深化與福州大學(xué)、清華大學(xué)等高校的產(chǎn)學(xué)研合作，常態(tài)化開展科技成果對接會，暢通科技成果供需對接渠道。

同時，還構(gòu)建了高校、科研院所、創(chuàng)新平臺、企業(yè)與金融機(jī)構(gòu)之間深度聯(lián)動的創(chuàng)新生態(tài)。依托閩都創(chuàng)新實驗室、國際人才港等平臺和“好年華 聚福州”“院士專家進(jìn)企業(yè)”“榕創(chuàng)匯”等活動，吸納中國科學(xué)院海西研究院、福州大學(xué)城高校創(chuàng)新資源，引導(dǎo)生物醫(yī)藥、光電信息、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、元宇宙等前沿領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化流向企業(yè)。

2024年，福州市輸出技術(shù)合同成交額132.94億元，吸納技術(shù)合同成交額308.04億元，有效發(fā)明專利達(dá)32150件，科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化工作呈現(xiàn)“量質(zhì)齊升”的良好態(tài)勢。（記者 梁凱鴻）