11月17日,第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛2024年度“揭榜挂帅”专项赛颁奖仪式在中国计量大学举办。团中央书记处书记胡盛出席并致辞,杭州市有关领导出席活动。主办、承办单位相关负责同志,56个赛题发榜单位负责同志、各高校参赛团队师生代表等现场参加活动。

“挑战杯”是由共青团中央、中国科协、教育部、中国社科院、全国学联和承办地省级人民政府共同主办的一项具有导向性、示范性和群众性的竞赛活动,被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。专项赛秉承“以国家重大需求为导向、以竞争协同机制为手段、以解决实际问题为目标”的思路,聚焦“卡脖子”技术,瞄准社会重大课题及现实问题,面向高校和社会广发“英雄帖”。

中建科工集团江苏有限公司以“绿色建材、低碳之路:可持续生物质复合建材减碳、净碳、固碳新技术”为题,榜题从1000多个选题中脱颖而出,成功入选本次专项赛榜题,吸引53所高校学子踊跃揭榜。榜题旨在协同高校开展课题合作,推进“产学研”融合,助推行业发展方式绿色转型,打造增长新动能,推动建筑行业高质量发展。据统计,该榜题也是中国建筑唯一入选的榜题。

打擂揭榜挑战,贡献青春力量

下面跟着小钢一起走进部分获奖项目吧

擂主:南京林业大学

“竹碳融砼”——新型可持续生物质竹骨料构筑低碳混凝土建材

△制备过程:对切割抛光后的竹条浸渍环氧砂浆

项目提出以天然竹材破碎制备的新型生物质骨料,实现生态、可持续、轻质生物质竹骨料混凝土的制备。同时,项目提出骨料改性处理技术,以提高建材承载能力、耐久性及与水泥基体的粘结力。本项目研发的生物质竹骨料混凝土物理力学性能优异,能满足各类结构构件的强度要求,减碳效果显著。

△制造生产过程

该材料可应用于多层村镇住宅、砌体填充墙、市政道路铺装、桥梁护坡等工程建设。对于缓解碎石资源匮乏、减小传统混凝土材料环境压力具有重要意义,促进我国竹材产业发展,助推实现“双碳”战略。

特等奖:哈尔滨工业大学(深圳)

双碳目标下生物质复合建材与处理——基于稻秸秆废弃物单组分碱激发技术的绿色建材之路

△利用稻秸秆废弃物试制建材

项目利用稻秸秆废弃物这一产量巨大的农业废弃物资源,采用与矿渣结合的单组分碱激发技术,在不使用水泥的情况下实现稻秸秆可持续生物质复合建材的开发、制造和应用。

△稻秸秆可持续生物质复合建材样品

其相较于传统水泥减少碳排放近90%,经济成本减少20%以上。

特等奖:郑州大学

绿色低碳碱激发生物质电厂灰轻质墙板制备关键技术研究

生物质电厂灰堆积填埋是处理的主流方式,项目采用生物质发电副产物-生物质电厂灰以及矿渣作为前驱体,以零水偏硅酸钠和氢氧化钠制备碱激发溶液,以铝粉膏为发泡剂,制备碱激发轻质墙板。在产品制备过程中,碱激发处理可缩短产品凝结硬化时间,实现胶凝材料快硬早强;碱激发发泡可利用高碱性环境使发泡剂充分反应,在胶凝材料内部形成大量孔隙,研制的墙板具有优异的隔声、隔热、防火、固碳性能。

利用生物质电厂灰进行建材资源化利用,相较于常见的蒸压加气混凝土墙板,每立方米成本降低8.14%,碳排放量降低91.82%,能耗降低93.93%。产品的使用可以资源化利用生物质材料,降低建材行业的碳排放,助力“3060”双碳目标达成。

特等奖:东北大学秦皇岛分校

秸秆生物质选择性解聚及其在建筑领域中的应用

项目团队研发的高性能绿色生物基涂料,以秸秆及酪蛋白为主要原料,通过创新的酶固定与“微米+纳米”超疏水技术,实现了168°超高水接触角、强防腐、自清洁等卓越性能。同时,团队采用环保的水溶剂和丙烯酸乳胶,VOC排放量极低,符合绿色可持续发展要求。

这款“高性能绿色生物基钢铁涂料”,对比石油基涂料,更凸显无毒性、可再生、柔韧性强、适应性强的优势。表现出优异的机械性能、耐候性能和固体含量,能够在恶劣环境中长期使用,保持钢铁的长期清洁和防腐效果。

特等奖:南京林业大学

竹木交融,固碳先锋——新型可持续正交胶合竹木复合建材与结构及其环境效应评价

项目研发了新型竹木复合建材与结构——正交胶合竹木复合材料(Cross-laminated bamboo and timber, CLBT)。通过综合试验测试、数值模拟和理论分析等方法,突破了传统正交胶合木(CLT)的性能瓶颈,显著提升了材料强度与适用性。研究表明,CLBT的抗压强度和抗压模量分别比CLT高90%和20%,其面外受弯性能也显著优于CLT,展现了作为墙板和楼板结构的优势。

正交胶合竹木结构的应用范围广,且可与钢结构、混凝土结构组合应用。项目首创了新型“混凝土核心筒-钢框架”主结构与模块化耗能CLBT次结构的混合体系,该结构体系自重减轻26.3%,地震作用降低38.5%,碳排放量减少53.8%,显著提升了抗震性能和减碳效果。

一等奖:华中科技大学

凝竹护绿——基于竹屑生物发酵技术制备无胶高性能生物板材

团队深入市场调研,针对“以竹代木”板材制造路径中胶黏剂高污染、高碳排的痛点,模拟天然木材形成过程,提出利用生物菌剂催化改性实现竹屑“无胶粘黏”的新技术,成功制备全球首个可规模化生产的无胶粘黏竹基质生物板材。

该板材硬度高、环保性好,防潮阻燃性能显著,甲醛含量接近于零,符合国家高密度板材标准,制备全过程实现了低碳排放,可广泛应用于家装内饰等多个场景。

我国建材行业重点领域节能降碳提升改造正在加快推进

整个建材全行业有望在2025年前实现碳达峰

中建科工加快发展方式绿色转型

积极拥抱建筑工业化、智能化、绿色化趋势

通过“揭榜挂帅”进一步发挥科创竞赛育人优势

奋力书写为中国式现代化挺膺担当的青春篇章