建筑固体废物资源化共性关键技术及产业化应用
完成单位:同济大学

支撑项目(平台):

参与单位:同济大学

所属学科:土木工程、环境工程

主要贡献者:肖建庄,陈家珑,李秋义,李如燕,李福安,韩先福,杨安民,孙振平,王以峰,李飞

成就简介:项目揭示了再生原料和再生建材损伤、演化、改性和控制机理,发展了再生建材配合比设计制备理论与神经网络性能预测方法,发现了再生建材长期性能时变劣化规律,提出了保障再生混凝土结构安全的可靠度设计方法,建立了再生建材制备工艺与理论。

随着我国社会经济发展与城镇化进程的加快,由于建筑施工、改造修缮和拆除工程等产生的建筑固体废物(常称为建筑垃圾)排放量迅速增加,并引发了严重的环境、资源与安全问题。2016年我国建筑固体废物排放量30亿吨以上,预计在今后10年仍将以每年7-10%的速度快速增长。我国建筑固体废物量大、面广、成分复杂,且地域性极其明显,如何有效的资源化处置已迫在眉睫。
       习近平总书记在十九大报告中着重强调“加强固体废弃物和垃圾处置”,建筑固体废物资源化技术的产业化推广,已经上升为国家战略,成为生态文明建设不可缺少的重要内容。
       项目组通过产学研用紧密结合为一体,并且充分发挥行业协会的作用,取得了系列创新成果,掌握了成套核心技术,缩小了与国外发达国家在建筑固体废物资源化利用方面的差距,特别是在共性基础研究和标准化产业化应用等领域,处于国际领先地位。
       1.形成共性理论和技术基础
       揭示了再生原料和再生建材损伤、演化、改性和控制机理;发展了再生建材配合比设计制备理论与神经网络性能预测方法;总结了再生建材长期性能时变劣化规律;提出了保障再生混凝土结构安全的可靠度设计方法;建立了再生建材制备工艺与理论。
       2.实现工艺装备国产化
       针对我国建筑固体废物成分复杂、没有预分类的难题,提出“先筛再分后破”资源化工艺,显著降低能耗并提高资源化效率;打破国际垄断,研发制备了分离、分选、破碎、筛分与强化等国产化核心装备,并实现其出口;完成了工艺装备在建筑装潢垃圾、渣土以及尾矿等资源化处置领域的扩展。
       3.再生建材与产业化应用
       实现了建筑固体废物中渣土、再生粉料和再生骨料的全再生资源化技术;提出了可大量消纳再生原料的无害化规模化应用策略;研发了环境友好的再生建材;发展了适应国情的产业化应用再生建材;建成我国第一幢再生混凝土框架剪力墙结构、第一幢再生砖混结构建筑。 填补了我国建筑固体废物资源化相关标准的空白,形成了全过程资源化标准体系,主编了国内第一部建筑废物资源化地方技术规程(《再生混凝土应用技术规程》,2007年)、以主编单位之一编制了国内第一批建筑废物资源化国家标准(《混凝土用再生粗骨料》和《混凝土和砂浆用再生细骨料》,2011年);成立了我国第一资源化学术组织(再生混凝土专业委员会,2008年)和第一个行业组织(建筑废物管理与资源化工作委员会,2012年)。这些工作极大地支撑了产业化落地和推广。
       4.建立全过程知识产权体系
       通过科技创新和研究成果转化,形成了从建构筑物拆除、收集运输、工艺装备研制、资源化处置技术、多路径再生建材研发到最终产业化应用的全过程知识产权体系;解决了我国建筑固体废“量大、面广、成分复杂,且地域性明显”的资源化处置难题,促进了全产业的换代与升级。

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