基本信息
- 项目名称：
- 以废弃混凝土为主要原料的建筑材料研发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 作品充分体现了废物利用、低碳节能的思想，综合利用废弃混凝土、粉煤灰等废弃物制造建筑材料制品的方法，开辟了一条混凝土等废弃物循环再利用的新途径，减少了环境污染，更适应了我国城镇化和城市基础建设的需要，符合国家的各项政策。
- 详细介绍：
- 目前，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%～40%.绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量的征用土地费、垃圾清运等建设经费，同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。 作品充分体现了废物利用、低碳节能的思想，综合利用废弃混凝土、石粉等废弃物制造建筑材料制品的方法，开辟了一条混凝土等废弃物循环再利用的新途径，减少了环境污染，更适应了我国城镇化和城市基础建设的需要，符合国家的各项政策。作品是建筑材料循环再利用的范本，如果能将其推广，并广泛应用于建筑行业，一方面降低了材料生产成本，可以为建筑商提供更大的利润空间；另一方面也降低了消费者的购买成本。这绝对是一个多赢之举。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计来源 随着我国城镇化和城市基础建设速度的加快，建筑物混凝土废弃物成为城市固体废弃物的重要来源之一。课题“以废弃混凝土为主要原料的建筑材料研发”正是在这一研究背景下开展的。改变传统的废弃混凝土简单掩埋、堆积的处理方式，在减轻污染，变废为宝，节约有限的资源等方面都具有非常重要的意义。 目的和意义 1.本课题改变了传统的废弃混凝土利用方法，开辟了一条混凝土废弃物循环再利用的新途径。 2.作品废弃物使用量从85%到100%，最大限度的利用了废弃物，是建筑材料循环再利用的典范。 3.作品可广泛应用于建筑行业，一方面降低了材料生产成本；另一方面降低了对矿物资源的消耗。 创新点 1.作品充分体现了低碳环保的理念，节省了有限的自然资源及能源。 2.作品废弃物使用量从85%提高到100%，最大限度的利用了废弃物，节约了资源，提高了经济效益。 3.作品是建筑材料循环再利用的全新探索，本课题摒弃了传统的利用废弃混凝土制造再生水泥与建筑骨料的思想，直接利用废弃混凝土制备建筑材料制品。 技术关键 ①解决因废弃混凝土的来源不同带来的其性能上的差异。 ②利用碱激活提高废弃混凝土中物质的活性，以提高产品的强度。 主要技术指标 ①半干压成型砖：抗压强度达到40.3MPa，抗冻实验超过15个冻融循环。 ②砌筑砂浆：抗折强度达到5MPa， 抗压强度达到30MPa。 ③铺路砖：抗压强度 达到48.6MPa，含水率在25%左右。
科学性、先进性
- 废弃混凝土经1000℃高温处理后，混凝土中的水泥水化物将分解，粗骨料分解生成生石灰。当预烧后的混凝土加入水后，由粗骨料分解后存在大量的石灰石（CaO）首先和水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2，和水泥分解的有效活化成分反应，形成水泥型胶体，使材料获得强度。添加粉煤灰后，当具有火山灰效应的粉煤灰加入后，其中的无定形态的氧化硅活性成分会进一步同Ca(OH)2发生反应，生成水化硅酸钙，进一步提高材料的强度。由于粉煤灰中存在氧化铝、氧化硅等活性成分，这些活性成分及水泥分解物在混凝土中石灰石的激发下反应，形成大量的水化产物，使样品得到强度。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、技术特点和优势： 作品是建筑材料循环再利用的全新探索，摒弃了传统的利用废弃混凝土制造再生水泥与建筑骨料的思想，直接利用废弃混凝土制备建筑材料制品。它的废弃物使用量从85%提高到100%，最大限度地利用了废弃物，是建筑材料循环再利用的典范。 二、推广前景的技术性及市场分析： 废弃混凝土制备建筑材料制品是一种新型的废弃混凝土在利用方法.可以解决现有废弃混凝土再利用过程中的种种缺点;另一方面最大限度的利用了废弃混凝土这种可再生资源,保护自然资源和人类的生存环境,有利于实施可持续发展战略。 三、经济效益预测： 随着废弃混凝土制备建筑材料制品的实践和研究的不断深入，将应用于越来越多的结构中去，具有巨大的经济、环境和社会效益，尤其经济效益远高于行业同类产品，符合可持续发展的原则，是发展绿色混凝土的主要途径之一，市场前景可观。
同类课题研究水平概述
- 1.欧洲各国发展现状 丹麦、荷兰等一些石料紧缺、依赖进口天然骨料的国家，十分重视建筑废料的再生利用。荷兰是最早开展再生混凝土研究和应用的国家之一。在20世纪80年代荷兰就制定了有关利用再生混凝土骨料制备素混凝土、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的规范。荷兰内阁环境政策计划书中，2000年建筑废料计划回收率高达90%(约1400万吨).丹麦在1990年产生1220万吨建筑拆除废料，其中就有820万吨被回收利用，回收利用率达67.2%。 2.日本发展现状 日本是一个面积小的资源贫乏岛国，它在建筑垃圾再生利用研究方面起步早，发展也比较完善。日本政府早在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，随后相继在各地建立了处理建筑垃圾的再生利用工厂，生产再生水泥和再生骨料。日本已经对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、干缩性、耐冻性等性质做了系统的研究。目前，日本对建筑垃圾的再生利用率已达到70%左右，废弃混凝土利用率更高。 3.美国发展现状 自1982年起，美国在ASTMC-33-82“混凝土骨料标准”中将破碎的水硬性水泥混凝土包含进了粗骨料中。大约在同一时间，美国军队工程师协会也在有关规范和指南中鼓励使用再生混凝土骨料。美国的沥青路面现场热再生技术已经相当成熟，在美国的道路建设中，50％采用沥青混凝土再生料，平均直接建设成本下降20％以上，对能源和环保等产生的间接社会效益巨大。 4.中国研究现状 目前，国内数十家研究机构和大学开展了再生混凝土的研究，如东南大学、武汉理工大学、华中科技大学、北京建工学院等已经开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发。如同济大学开展了将水泥混凝土废弃物用于道路工程基层、面层、土基及防护工程的研究，并在河南湖北等地的旧路改造中进行了现场试验，还在同济大学校内采用水泥混凝土废弃物加工料建设了一条道路。上海市政工程局以再生混凝土为水泥稳定碎石骨料，作为高等级公路面层下的主要承重层，最近在沪太路改造工程现场进行。试验获得的各项性能指标均符合国家标准。与此同时，上海市市政局已着手开展再生混凝土的标准化工作。总之虽然我国对再生混凝土的研究起步较晚，大多还处在试验室阶段，但也取得了相应的成果。
