“我國復(fù)合材料制造業(yè)邊角廢料（這里主要指玻璃纖維復(fù)合材料和碳纖維復(fù)合材料）及報廢產(chǎn)品固廢年產(chǎn)30萬～40萬噸；2020年服役到期復(fù)合材料報廢產(chǎn)品約600萬噸，逐年增加，預(yù)測到2030年，將會超過3000萬噸；風(fēng)電葉片、機艙罩，2024年后將逐步出現(xiàn)下線潮，到2040年，復(fù)合材料下線量超過400萬噸。”根據(jù)中國物資再生協(xié)會纖維復(fù)合材料再生分會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)表明，廢舊復(fù)合材料合理回收再利用勢在必行。

據(jù)西安科技大學(xué)教授彭龍貴介紹，對于廢舊玻璃纖維復(fù)合材料，每處理1噸可減排210千克的二氧化碳；而1噸廢棄風(fēng)電葉片制成托盤箱，可節(jié)省約0.6立方米的木材，減排1.098噸的二氧化碳。由中國工程院院士丁文江牽頭、西安科技大學(xué)教授彭龍貴負責(zé)的《再生玻璃纖維增強水泥基復(fù)合材料技術(shù)研究與工程應(yīng)用示范》項目，獲得2020年度國家重點研發(fā)計劃“固廢資源化”重點專項資助，可以100%解決玻璃纖維復(fù)合材料固廢大規(guī)模回收處理處置再利用問題，變廢為寶。

再生玻璃纖維+高分子分散劑

彭龍貴團隊將廢舊樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料經(jīng)過熱解處理，形成再生玻璃纖維，通過自主設(shè)計的再生玻璃纖維可控剪切技術(shù)與設(shè)備進行切割，嚴格控制被剪切纖維的長度和長度分布，獲得不同長徑比的呈一定函數(shù)分布的再生玻璃纖維。再通過分子設(shè)計合成一端親水、另一端含有多個緊密堆積的高密度陽離子基團的高分子分散劑。

高分子分散劑在水介質(zhì)和水泥基堿性的雙重作用下，通過靜電力使再生玻璃纖維均勻分散于新拌水泥基復(fù)合材料漿體中，增強了水泥基復(fù)合材料的工作性能、力學(xué)性能及耐久性能。

摻入再生玻璃纖維的水泥基復(fù)合材料漿體可被廣泛應(yīng)用于基建、水利、民建等工程建設(shè)中。

佛山城市軌道交通施工圖 彭龍貴/供圖

再生玻璃纖維增強水泥基復(fù)合材料研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用于佛山城市軌道交通2號線一期工程TJ5標林岳車輛段及TOD綜合開發(fā)項目中。據(jù)了解，該成果解決了施工中的四大難點：

一是在下穿通道用敞開式U形槽框架結(jié)構(gòu)時，存在基坑開挖深度較大、地質(zhì)條件差、風(fēng)險高的問題，對混凝土抗?jié)B性能要求高。

二是該項目中混凝土的一次澆筑方量高達3000～5000立方米，混凝土方量巨大，對混凝土抗裂性能要求高。

三是項目中使用的結(jié)構(gòu)梁板約48萬平方米，每次澆筑時間16小時左右，需要跨越中午的高溫時段，因此對混凝土的抗裂性能要求高。

四是使用的型鋼梁尺寸為2米×1米，型鋼柱最大高度達21米，鋼筋布置密集，型鋼與混凝土的結(jié)合是一個控制難點。

據(jù)彭龍貴介紹，該技術(shù)將混凝土的減裂率提高到71.9%，干縮率由0.038%降低到0.021%；從工程成本控制的角度考慮，采用再生玻璃纖維+高分子分散劑的成本只有使用聚丙烯（PP）纖維成本的1/3，同時，混凝土強度有所提升；如果進一步優(yōu)化混凝土的配合比，使用成本基本可與普通混凝土持平。