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本项目属于建筑材料、土木建筑结构和机械工程其他学科等工程技术交叉学科领域。
建筑垃圾零排放与多代循环利用,不仅契合我国“建筑垃圾资源化”的国家重大战略需求,而且成为世界各国建筑垃圾处置与资源化利用的终极目标。
但长期以来,建筑垃圾处置回收率低下且易产生二次环境污染;资源化获得的再生骨料质量等级偏低且波动性大,误判误用引发的适用性、安全性与耐久性问题十分突出;资源化利用局限于一般环境与非承重结构下的一代利用,范围狭窄、层次不高且可持续性严重不足。
这些技术瓶颈阻碍了建筑垃圾利用的产业化进程。
为此,项目组在国家自然科学基金等项目支持下,经过10余年技术攻关,研发出建筑垃圾零排放与多代再生利用关键技术,主要技术内容包括:
(1)研发出建筑垃圾处置的机器人分拣技术,发明了建筑垃圾资源化的再生骨料两级破碎比制备工艺。
在江苏常州建立了国内首条30万吨/年装修垃圾机器人分拣生产线,可分拣出装修垃圾的常见成分,准确率达100%;
两级破碎比制备工艺将混凝土/砂浆类垃圾回收率从传统的70%提高到90%以上,制备的再生骨料质量等级达到国际上承重结构用再生骨料要求,且质量等级稳定。
提出了建筑垃圾资源化的再生骨料质量等级模糊综合评估法,构建了一般环境与复杂环境下再生骨料不同质量等级的利用技术与低质量等级的碳化改性技术开发出建筑垃圾生态混凝土/砂浆等产品,将建筑垃圾利用范围从一般环境与非承重结构拓展到复杂环境与承重结构。
建立了建筑垃圾处置的零排放技术与可持续性资源化的循环再生多代利用技术。提出了一般环境与复杂环境下,建筑垃圾再生混凝土结构构件基于零排放的强度、变形、耐久性与整体性能的设计方法,构建了建筑垃圾可持续性资源化利用的多代循环模式,研发了该模式下建筑物功能/环境负荷/经济效益三者之间达成最佳平衡的多代利用技术。将建筑垃圾排放水平降低至零排放,资源化利用层次从传统的一代提升到多代。
本项目从应用基础突破、关键技术发明到产业化应用,形成了具有自主知识产权的核心技术,得到刘加平教授、单忠德院士等专家的首肯。江苏省土木建筑学会评价上述主要科技内容成果1与成果2达到了国际先进水平;中国机械工业联合会认为成果1、成果2与成果3达到了国际先进水平,其中两级破碎比制备工艺及模糊综合评估法达到了国际领先水平。
项目共获授权发明专利13项、实用新型专利10项,出版专著“再生混凝土概论”1部,编制企业标准3部成果在以江苏省为主的全国18家企业推广应用,近两年新增产值2194.7亿元,新增利润17.6亿元。
在省内外建立了4家推广应用示范基地,为业界同行技术交流、参观学习提供了平台。
培养了12名硕士研究生,培训了20000余人次的技术人员,社会效益显著。
项目成果显著推动了我省建筑业的科技进步与可持续发展。