《西安日报》2024年6月5日
HPA涂料可应用场景展示。
HPA涂料可根据性能需求进行成分的组装与定制。
从神舟飞天、嫦娥奔月、蛟龙入海，到公路养护、桥梁防腐、隧道防水，不论是大国工程还是城市基建，背后都离不开新材料的支撑。近日，记者走访公路养护一线与科技创新企业发现，作为培育新质生产力的关键领域——西安新材料产业蔚然成势，不少具有优异性能与特殊功能的新材料成果面世，并广泛应用于城市建设的各个场景之中，加速赋能千行百业迈向新质态。
新材料加持 公路管养也能“定制化”
进入夏季，公路养护工作迎来每年的高温施工窗口期。近期，310国道周至段正在进行大中修养护，5月25日，记者在现场看到，铣刨机首先对原有路面进行铣刨，随后，料车与摊铺机联合作业，进行摊铺，压路机紧跟着开展平整，工作人员随即挪动锥形桶、施工引导标志牌等，对完工车道开放通行，并着手进行下一条车道的修复，施工现场井然有序。
“5月份主要针对病害较严重的路段进行大中修养护，6月份将集中开展预防性养护。”西安市公路局工程科副科长刘凯涛介绍，今年的预防性养护不同于往年，将增加利用精易磨耗层技术，属于一种新型的养护工艺，再加上此前就已应用的纤维微表处、抗裂贴等材料，针对不同路段“定制化”选择养护技术，进一步提高效率、降低成本。
刘凯涛打开手机中的试验摊铺视频，视频中，一辆撒布车在施工路段徐徐向前，车辆后方分别有上下两处下料口，下方出口撒碎石，上方同步喷洒沥青混合料，工作人员随车辆移动对撒布的混合料进行调整，一辆胶轮压路机紧随其后，开展平整工作。
“这样一段精易磨耗层便完工了，施划标线后即可通车，新材料以单粒径碎石作为支撑结构，再铺筑冷拌沥青混合料，经碾压后形成一层互相嵌挤的具有整体结构的磨耗层。”刘凯涛解释道，“从视频中可以看出，新材料施工无需开挖，不会产生废料，更环保、更经济；其工艺简单、效率高，大概一天就可以铺1.3公里左右路段，铺设后3小时即可开放通行，对交通影响也很小；众所周知，水损害是道路最常见也是破坏力最大的一种病害，而新材料施工完成后的路段层间粘接牢固、结构强度高，能够有效封水，从而延长道路使用寿命；相较于此前的其他工艺，由于其碎石结构更细，行车也更舒适。”
除精易磨耗层技术外，纤维微表处材料近些年也在全市公路养护中应用广泛，“同样能在原路面直接铺设，所以施工也很快，摊铺时使用专业的纤维稀浆封层车，铺一遍、压一遍，基本就能通车了，沥青料是在原有的改性乳化沥青、玄武岩等原料的基础上，加入软钢筋，不仅粘结力更强，抗车辙性能更好。”刘凯涛介绍，“6月份，还将同步试验一种长安大学新开发的摊铺材料，嵌固封层技术，将原有的碎石替换为有机复合材料，直径将压缩到0.3毫米左右，摊铺层更薄，前面铺，后面就能立即行车，封水性能、行车舒适度也会更好。”
从单一的大中修挖补，到用于细小裂缝修补的抗裂贴，用于预防型养护的精易磨耗层、纤维微表处，多种新型材料的应用推广，让公路管养也能实现“定制化”，低碳环保、经济高效。
产学研合作 提升工业涂料“含绿量”
随着装配式建筑比例的不断提高，天然具有装配化、工业化、绿色化特征的结构材料，在工程领域的应用更加广泛。因此，研发一款既能够对钢结构实现有效保护，又能压缩施工周期和成本的环境友好型新涂料，成了企业竞逐的新赛道。
在西咸新区沣西新城西部云谷一期园区内，就有一家产学研深度融合的创新型高科技企业——西安建大费米新材料科技股份有限公司（以下简称“建大费米”），由“科学家+工程师”组成的技术攻关团队，研发出了一款具有防腐防污、抗穿刺防水、防弹防爆、耐磨耐候等功能特性的新型材料——HPA高性能防腐涂料。同时，它的抗拉伸性可达到自身8倍以上，能有效解决装配式建筑接缝防水因变形导致的渗漏问题。
这种涂料究竟“新”在哪？5月28日，在科研工作者的引领下，记者走进建大费米材料展示区一探究竟。在一面墙整齐摆放的发明专利证书之下，便是科技成果转化落地的生动实践：塑料泡沫箱涂上HPA材料后，变身军用医疗转运箱，可从高空投递至地面；3毫米厚的钢板刷上3毫米HPA材料后，变成军用防弹板可抵御步枪子弹的冲击；普通的土工布喷上HPA材料后，变得既防水还具有耐候性和抗根穿性……HPA材料凭借其“自组装”的特性，被广泛应用于各行各业之中。
“HPA材料是由多种高分子材料复合改性而成的复合材料，可在分子链中引入特定的分子结构及官能团（决定有机化合物化学性质的原子或原子团）从而产生不同的性能，满足特定使用要求。”作为建大费米的首席科学家，西安建筑科技大学结构工程国家重点学科带头人郝际平介绍道，“以江苏鑫亿鼎公司污水池防腐为例，涂料需要耐25%氢氟酸腐蚀，当市面上无法找到常规材料时，可以通过对HPA材料无溶剂厚浆涂料中的成分进行微调来满足这一需求。”
更令人意外的是，科研人员现场为西瓜和鸡蛋喷上HPA材料的“外衣”，从18米高空坠落竟然完好无损，并且这种新材料不仅喷涂速干，还无刺激性气味。在国家大力倡导涂料进行“油改水”、“油改粉”的背景下，建大费米弯道超车，用无VOC（挥发性有机化合物）排放的无溶剂涂料引领绿色发展趋势，提升了工业涂料行业“含绿量”。目前，我国溶剂型工业涂料市场占比仍非常高，HPA材料的推广将带动产业链上游企业加大环境友好型涂料的研发，同时也将引导产业链下游如建筑、工业、船舶等产业向节能降碳转型。
此外，HPA材料还颠覆了防水行业“三分料、七分工”的施工现状。在延安市枣园革命旧址改造现场，两名工作人员采用喷涂的方式为屋顶进行防水作业。“该项目过去采用轻钢龙骨加树脂瓦的工艺进行防水，随着年代逐渐久远与强日晒、强降水、水土流动大的黄土高原特殊的土质和气候条件，时有漏水发生。此次，通过在土工布上喷涂HPA复合材料的做法，在简化了施工工艺、降低作业成本的同时，材料整体成膜后没有接缝，具有良好的耐候性和抗根穿性，解决了窑洞的防水痛点。”建大费米公司负责人张滨说，与传统防腐防水材料相比，采用HPA材料涂装可节约50%的综合成本，提升70%的作业效率。
眼下，西安正聚焦光子、新材料、氢能储能、航空航天、现代能源等领域打造产业创新聚集区，一批批优质科创企业向“新”而行，提升科技成果转化质效，通过加快产品研发和自主创新，实现材料、技术与工艺层面的赶超和发展进步。相信在不远的未来，更多新质生产力成果将成长在西安、奔跑向世界。 （记者 冯晓瑞 郭沛然 文/图）
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