11月17日,第十九屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽2024年度“揭榜掛帥”專項賽頒獎儀式在中國計量大學舉辦。團中央書記處書記胡盛出席并致辭,杭州市有關領導出席活動。主辦、承辦單位相關負責同志,56個賽題發榜單位負責同志、各高校參賽團隊師生代表等現場參加活動。

“挑戰杯”是由共青團中央、中國科協、教育部、中國社科院、全國學聯和承辦地省級人民政府共同主辦的一項具有導向性、示范性和群眾性的競賽活動,被譽為當代大學生科技創新的“奧林匹克”盛會。專項賽秉承“以國家重大需求為導向、以競爭協同機制為手段、以解決實際問題為目標”的思路,聚焦“卡脖子”技術,瞄準社會重大課題及現實問題,面向高校和社會廣發“英雄帖”。

中建科工集團江蘇有限公司以“綠色建材、低碳之路:可持續生物質復合建材減碳、凈碳、固碳新技術”為題,榜題從1000多個選題中脫穎而出,成功入選本次專項賽榜題,吸引53所高校學子踴躍揭榜。榜題旨在協同高校開展課題合作,推進“產學研”融合,助推行業發展方式綠色轉型,打造增長新動能,推動建筑行業高質量發展。據統計,該榜題也是中國建筑唯一入選的榜題。

打擂揭榜挑戰,貢獻青春力量

下面跟著小鋼一起走進部分獲獎項目吧

擂主:南京林業大學

“竹碳融砼”——新型可持續生物質竹骨料構筑低碳混凝土建材

△制備過程:對切割拋光后的竹條浸漬環氧砂漿

項目提出以天然竹材破碎制備的新型生物質骨料,實現生態、可持續、輕質生物質竹骨料混凝土的制備。同時,項目提出骨料改性處理技術,以提高建材承載能力、耐久性及與水泥基體的粘結力。本項目研發的生物質竹骨料混凝土物理力學性能優異,能滿足各類結構構件的強度要求,減碳效果顯著。

△制造生產過程

該材料可應用于多層村鎮住宅、砌體填充墻、市政道路鋪裝、橋梁護坡等工程建設。對于緩解碎石資源匱乏、減小傳統混凝土材料環境壓力具有重要意義,促進我國竹材產業發展,助推實現“雙碳”戰略。

特等獎:哈爾濱工業大學深圳

雙碳目標下生物質復合建材與處理——基于稻秸稈廢棄物單組分堿激發技術的綠色建材之路

△利用稻秸稈廢棄物試制建材

項目利用稻秸稈廢棄物這一產量巨大的農業廢棄物資源,采用與礦渣結合的單組分堿激發技術,在不使用水泥的情況下實現稻秸稈可持續生物質復合建材的開發、制造和應用。

△稻秸稈可持續生物質復合建材樣品

其相較于傳統水泥減少碳排放近90,經濟成本減少20以上。

特等獎:鄭州大學

綠色低碳堿激發生物質電廠灰輕質墻板制備關鍵技術研究

生物質電廠灰堆積填埋是處理的主流方式,項目采用生物質發電副產物-生物質電廠灰以及礦渣作為前驅體,以零水偏硅酸鈉和氫氧化鈉制備堿激發溶液,以鋁粉膏為發泡劑,制備堿激發輕質墻板。在產品制備過程中,堿激發處理可縮短產品凝結硬化時間,實現膠凝材料快硬早強;堿激發發泡可利用高堿性環境使發泡劑充分反應,在膠凝材料內部形成大量孔隙,研制的墻板具有優異的隔聲、隔熱、防火、固碳性能。

利用生物質電廠灰進行建材資源化利用,相較于常見的蒸壓加氣混凝土墻板,每立方米成本降低8.14,碳排放量降低91.82,能耗降低93.93。產品的使用可以資源化利用生物質材料,降低建材行業的碳排放,助力“3060”雙碳目標達成。

特等獎:東北大學秦皇島分校

秸稈生物質選擇性解聚及其在建筑領域中的應用

項目團隊研發的高性能綠色生物基涂料,以秸稈及酪蛋白為主要原料,通過創新的酶固定與“微米+納米”超疏水技術,實現了168°超高水接觸角、強防腐、自清潔等卓越性能。同時,團隊采用環保的水溶劑和丙烯酸乳膠,VOC排放量極低,符合綠色可持續發展要求。

這款“高性能綠色生物基鋼鐵涂料”,對比石油基涂料,更凸顯無毒性、可再生、柔韌性強、適應性強的優勢。表現出優異的機械性能、耐候性能和固體含量,能夠在惡劣環境中長期使用,保持鋼鐵的長期清潔和防腐效果。

特等獎:南京林業大學

竹木交融,固碳先鋒——新型可持續正交膠合竹木復合建材與結構及其環境效應評價

項目研發了新型竹木復合建材與結構——正交膠合竹木復合材料Cross-laminated bamboo and timber, CLBT。通過綜合試驗測試、數值模擬和理論分析等方法,突破了傳統正交膠合木CLT的性能瓶頸,顯著提升了材料強度與適用性。研究表明,CLBT的抗壓強度和抗壓模量分別比CLT高90和20,其面外受彎性能也顯著優于CLT,展現了作為墻板和樓板結構的優勢。

正交膠合竹木結構的應用范圍廣,且可與鋼結構、混凝土結構組合應用。項目首創了新型“混凝土核心筒-鋼框架”主結構與模塊化耗能CLBT次結構的混合體系,該結構體系自重減輕26.3,地震作用降低38.5,碳排放量減少53.8,顯著提升了抗震性能和減碳效果。

一等獎:華中科技大學

凝竹護綠——基于竹屑生物發酵技術制備無膠高性能生物板材

團隊深入市場調研,針對“以竹代木”板材制造路徑中膠黏劑高污染、高碳排的痛點,模擬天然木材形成過程,提出利用生物菌劑催化改性實現竹屑“無膠粘黏”的新技術,成功制備全球首個可規模化生產的無膠粘黏竹基質生物板材。

該板材硬度高、環保性好,防潮阻燃性能顯著,甲醛含量接近于零,符合國家高密度板材標準,制備全過程實現了低碳排放,可廣泛應用于家裝內飾等多個場景。

我國建材行業重點領域節能降碳提升改造正在加快推進

整個建材全行業有望在2025年前實現碳達峰

中建科工加快發展方式綠色轉型

積極擁抱建筑工業化、智能化、綠色化趨勢

通過“揭榜掛帥”進一步發揮科創競賽育人優勢

奮力書寫為中國式現代化挺膺擔當的青春篇章