工业领域绿色低碳技术应用案例4 基于振动搅拌的建筑固废就地再利用项目

案例4基于振动搅拌的建筑固废就地再利用项目主要完成单位：德通智能科技股份有限公司主要完成人员：张良奇、李冠峰、孟超、孔鲜宁、李晓军、黄凯强、黄昆鹏建筑固废是指在建筑施工、拆除、装修、维修等过程中产生的固体废弃物，包括但不限于砖块、混凝土碎片、石料、木材、金属材料、玻璃、陶瓷、塑料、沥青等各种材料的残余物。这些废弃物在建筑工程中可能由于设计变更、误工、废料回收等原因产生，但同时也具备资源的再循环价值，需要进行合理处理与利用。一、项目背景当前我国建筑固废存量已达到数百亿吨，每年产生建筑固废排放量有20多亿吨，但我国建筑固废资源化利用率不足10%，大量的建筑固废垃圾，对城市环境以及经济等造成了严重的影响。“无废城市”提出“以绿色低碳资源发展作为理念，杜绝资源浪费，提高资源利用率”，国务院《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》明确“加强再生资源回收利用，鼓励绿色低碳技术研发”。可见，加强对建筑固废的综合利用已经成为我国亟待解决的紧迫现实问题。然而，实现我国建筑固废的资源化利用却存在着显著瓶颈。具体包括：一是固废品类繁多、杂质多、质量差，难以保证再生产品质量，高质量消纳难；二是固废集中堆放处置、占地大，同时处置周期过长且现有存量大，在处置过程中造成新污染，综合无害化管理难；三是缺乏统一规划，产业链不完善，固废料运输需要多次倒运、扬尘大、成本高；四是传统建材需求旺盛，固废再生制品无用处，缺乏政策引导。这些共同导致了固废“无处用”与建筑材料“无处买”，形成了解不开的“锁”。德通智能科技股份有限公司开展的基于振动搅拌的建筑固废就地再利用项目，聚焦建筑固废再生关键技术难题，剖析了建筑固废杂质多、再生料缺陷多等特点，每套装备固废处理能力为150～250t/h，再生料计量精度小于±1%，以工程应用为抓手，开展建筑固废再生料的制备和应用开展研究，通过理论分析、试验验证等手段，建立了建筑固废资源化高值再生制备体系，设计完成了标准化高性能废弃混凝土制备再生料的生产工艺，开发出了制备高性能建筑固废再生料的制备技术，制备出了施工性能、强度、耐久性能等各方面满足工程应用需要的高性能再生混合料，实现了建筑固废“就地再利用”。图SEQ图\*ARABIC46建筑固废处置思路二、创新点及相关技术内容创新点1：优化建筑垃圾再生料工艺设计现有搅拌设备通常具有速度受限、存在速度阶梯、界面连接强度较低等特点，以及传统搅拌（静力）技术不能让细微尺寸的粘结料团粒充分弥散的局限性。针对上述问题，项目基于“振动搅拌技术”优化建筑垃圾再生料工艺设计，以促进建筑固废的有效利用。图SEQ图\*ARABIC47普通搅拌与振动搅拌成果差异通过探明再生料品质对工程材料性能的影响，研究建筑垃圾再生料的制备及其基本性能，对比不同参配比例生产建筑垃圾再生料的力学性能及耐久性，确定最佳固废骨料取代率。然后开展微观性能试验，以高性能建筑垃圾再生料的制备为载体开展机理研究及试验验证，揭示胶凝材料水化机理，能够更为深入地揭示再生料各组分间的组合界面、基本力学性能和协同工作机理，在为突破“再生料微观均匀性”和“耐久性”两大技术瓶颈提供理论依据的同时，提出适用于再生料的破碎、整形改性及搅拌最佳技术指标，优化建筑垃圾再生料工艺设计以及性能表现。创新点2：形成建筑垃圾再生料全过程高质再生体系建筑垃圾转运过程易造成二次污染，可能会产生大量包含异味、挥发性有机物排放与粉尘扬尘，存在水体污染、噪音污染和交通安全隐患。针对上述问题，项目研究建筑垃圾破碎与整形技术，实现再生骨料的分级分类与级配调控，依托振动搅拌技术，完成破碎、筛分、整形、振动搅拌等再生成套装备的开发，结合工程示范应用，优化装备和工艺匹配参数，形成建筑垃圾再生料全过程高值再生新体系。实现了拆迁现场就地取材与制备再生稳定碎石，消化于周边的道路建设，将拆迁-生产-使用三位一体，既节约了运输、储存成本，又避免了运输中造成的扬尘与碳排放污染。图SEQ图\*ARABIC48高质再生体系加工产品图SEQ图\*ARABIC49拆迁现场建筑固废处置模式及处置工艺三、经验总结与推广价值基于振动搅拌的建筑固废就地再利用项目聚焦建筑固废再生关键技术难题，剖析了建筑固废杂质多、再生料缺陷多等特点，建立了建筑固废资源化高值再生制备体系，可应用于建筑固废特许经营处置权的企业去存量、具有旧建筑拆迁资质的企业减源头、具有原石矿山加工资质的企业无废绿色生产、建筑工程施工总承包企业实现无新增等场景。项目经济效益显著。经德通智能科技股份有限公司测算，以生产1.5亿块“实芯粘土砖”为例，使用建筑固废制砖，可以减少取土24万立方，节约耕地约180亩；经过处理后的建筑垃圾可消纳垃圾40多万吨，节约堆放垃圾占地160多亩，两项合计340多亩。此外，在同样的配合比和原材料不变的情况下，固废再生料强度可提升8%以上，强度变异系数降低20%以上，气泡平均直径减少50%以上，再生料结构内部质密外露美观；同时，在再生料强度不变的情况下节约水泥5%以上；另外，缩短了搅拌时间，提高搅拌效率15%以上，使用本成果后，再生料基础建设工程的寿命增长，耐久性提高30%，节约工程养护费用。同时，项目在制砖过程中还可消纳粉煤灰4万吨，节约标准煤1.5万吨，减少烧砖排放的二氧化硫360立方，有助于实现建筑垃圾再生料全过程低碳转型。尽管我国还没有建立建筑垃圾的统计知道，但参照各省市上报材料来看，我国建筑垃圾总产量已经达到10亿吨级、潜在市场规模超千亿元。然而，一些发达国家的建筑垃圾再生利用率已经达到90%以上，而我国