《建筑固体废物资源化共性关键技术及产业化应用》

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该项目属于非金属建筑材料领域。

中国建筑固体废物(简称建筑固废)排放量巨大,“十二五”期间,不含渣土年排放量约15亿吨,但资源化率不到5%,相比发达国家的90%有很大差距。直接填埋或露天堆放建筑固废,不仅占用大量土地资源且易造成二次污染,因此建筑固废资源化处置有巨大的社会需求。另一方面,不同于国外建筑固废成分相对单一,中国建筑固废成分异常复杂,包含废混凝土、砖、瓦、土、金属、木材和塑料等。国外资源化设备不适用于如此复杂的建筑固废,而国内的建筑固废分离分选设备和全组分利用处于空白,应用技术落后,因此产业需求迫切。

项目以实现建筑固废全组分利用、形成完整产业链为目标,研究以下急需解决的科学与技术难点:再生骨料性能提升机理;适合国内建筑固废的资源化工艺与核心设备;再生混凝土安全应用技术;建筑固废无机非金属全组分和多路径利用方式。经十余年“产学研用”共同努力,取得以下创新:

提出再生骨料模型化设计技术,揭示再生与天然骨料性能差异及提升机理,拓宽到再生粉体开发,建立分类与等级划分标准,主编国内首部技术规程。

开发建筑固废系列分离分选技术,研制再生骨料颗粒整形强化等核心设备,率先建成从建筑固废入场至各类制成品出厂的资源化智能工厂,实现清洁、高效、连续和稳定生产。

研究再生混凝土材料设计方法及制备技术,创立再生混凝土拉、压、剪等本构模型,揭示阻尼机理,提出收缩、徐变等长期性能调控技术,建立构件设计与施工方法,引领再生混凝土在整体结构中精细化和安全应用。

研发再生砂浆、无机混合料、透水砖等系列再生新产品,实现建筑固废全组分和多路径规模化应用。率先构建从资源化处置、产品稳定生产到安全应用的全产业链信息化管理平台。

该项目发表SCI论文77篇(该方向国内第1), EI论文169篇,出版专著6本,第1完成人连续4年(2014-2017)被Elsevier评为中国高被引学者;培养博士和硕士130余名,负责组织了多次国际学术前沿交流活动;获授权发明专利50项,其他知识产权92项;主编和编制国家规范标准5部、行业标准7部。

该项目技术成果已在北京、上海、河南等25个省市自治区建成生产线85条,3年累计资源化处置建筑固废超1亿吨,部分设备已出口美国。再生产品在建筑、道路、市政和水利等行业得到广泛应用,其中许昌等地区建筑固废资源化率已突破95%。近3年,完成单位和其他应用单位新增销售额24.3亿元、新增利润3.7亿元,社会、生态和经济效益显著。

项目获中国建筑材料联合会科技进步一等奖。专家认为成果拓宽了中国建筑固废资源化利用途径,为规范管理和行业健康发展提供了技术保障,总体达到国际先进水平。在应用基础研究和建筑固废资源化标准规范体系方面,达到国际领先水平。对节能减排、生态环保和绿色制造有重要推动作用,彰显其公益性。

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