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研究成果

废弃陶瓷、锂渣和高钛重矿渣在混凝土中再生利用关键技术及应用

时间:2020-03-12 00:00:00  作者:  点击:

项目名称: 废弃陶瓷、锂渣和高钛重矿渣在混凝土中再生利用关键技术及应用

主要完成人:陈梦成,许开成,杨超,袁方,黄宏,郭立湘,詹刚毅,钟金如,方苇,孙才志,席文峰

奖励类别及等级: 江西省科技进步奖一等奖

该项目属于新型建筑节能材料科技领域。

据报道,我国未经处理和利用的工业废渣数量巨大,且每年以1.5亿吨的速度递增。我国是一个自然资源高度匮乏的国家,混凝土生产原料需消耗大量的自然资源(砂、石)和能源(水泥生产所需)。废弃陶瓷、锂渣和高钛重矿渣等工业废弃物不仅占用大量耕地,严重污染环境,而且在混凝土中的再生利用率极低,主要受到强度低、耐久性差、应用范围窄等诸多技术瓶颈制约。

项目组在一批国家和省部重大科技计划的资助下,围绕上述关键技术难题,开展了系统科技攻关,历经十余年,取得了重大突破,主要创新成果如下:

1. 首创了废弃陶瓷,锂渣作为混凝土掺合料的制备技术。发明了废弃陶瓷、锂渣掺合料的改性方法,研制了“高低温干燥””控制新工艺,创新和发展了废弃陶瓷,锂渣再生混凝土应用范畴,大大地提高了其抗氯离子渗透性,抗碳化,抗冻融和抗酸雨侵蚀的能力。

2.研发了废弃陶瓷,高钛重矿渣作为混凝土骨料的材料性能提升技术 创建了骨料界面强化技术,开发了骨料级配优化技术,研制了相应的高效减水剂,显者提局了混凝土的强度和抗氯离子渗透性能,极大改善了再生混凝土的工作性能。

3.首次开发了废弃陶瓷、锂渣、高钛重矿渣-钢管再生混凝土结构技术。提出了替代水泥和天然骨料的最佳比例,首创了复杂环境下材料和构件性能分析的元胞自动机有限元方法,创建了复杂环境下钢管再生混凝土设计方法,拓宽了废弃陶瓷、锂渣、高钛重矿渣的工程应用领域。

4.创建了废弃陶瓷、锂渣和高钛重矿渣再生混凝土的工程应用技术体系。建立了相适宜的现场施工方法,创建了施工质量控制标准技术体系,实现了废弃陶瓷、锂渣和高钛重矿渣的高效再生利用和产业化。

该项成果已获国家授权发明专利6件,实用新型专利12件,软件著作权21件;发表学术论文139篇(SCI和EI收录35篇);编制了地方规程、应用指南、工法各1项;经缪昌文院士及李宏男、范峰、崔杰、肖建庄等国内同行著名专家鉴定,被评价为“整体达到国际先进水平,其中废弃陶瓷界面强化和废弃陶瓷、锂矿渣掺合料处理技术处于国际领先水平”。

该项成果已在江西、湖南、福建、四川等地的多个工程项目中推广应用,累计节约直接费用约3亿元,产生了显著的社会、经济及环境效益,大大推动了陶瓷,锂渣和高钛重矿渣等工业废弃物在混凝土中再生利用领域的科技进步,为提高我国工业废弃物再生利用技术水平做出了突出贡献。

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