甘肅省建設(shè)投資:【“三抓三促”行動】甘肅建科院創(chuàng)新研發(fā)工業(yè)固廢基綠色低碳膠凝材料取得重大突破
近日,由甘肅建科院聯(lián)合山東大學(xué)等科研院所研發(fā)的“工業(yè)固廢基綠色低碳膠凝材料”項目取得突破性進(jìn)展。該項目成功將鐵尾礦、粉煤灰等工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化為高性能建筑材料,為黃土地基加固提供了創(chuàng)新解決方案,標(biāo)志著甘肅省在綠色建材技術(shù)領(lǐng)域邁出重要一步。
技術(shù)突破:多源固廢協(xié)同激發(fā)體系成功構(gòu)建
在山東大學(xué)崔新壯教授帶領(lǐng)的博士團隊通過近半年的深入探索攻關(guān)下,研發(fā)團隊針對甘肅省大量堆存的工業(yè)固廢,經(jīng)過系統(tǒng)研究,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的固廢活化技術(shù)。通過創(chuàng)新配比方案,將鐵尾礦、礦渣等四種主要工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化為新型膠凝材料,經(jīng)實驗室活性激發(fā)試驗測試,新材料7天抗壓強度即達(dá)到了26.7兆帕,28天抗壓強度可達(dá)43兆帕,完全滿足黃土地基處理要求。
同時,研發(fā)團隊還總結(jié)試驗成果,申請了發(fā)明專利“鐵尾礦與煤矸石協(xié)同磁化焙燒回收鐵及活性提升優(yōu)化方法”,目前已進(jìn)入實質(zhì)審查階段。
工藝創(chuàng)新:中試試驗基地建設(shè)同步推進(jìn)
在研發(fā)階段,開展了粉磨時間、助磨劑等工藝因素對于鐵尾礦活性指數(shù)的影響規(guī)律試驗研究,結(jié)果顯示三乙醇胺可顯著提高機械活化效率,隨粉磨時間增大,鐵尾礦活性指數(shù)先增大后減小,在粉磨時間2h處出現(xiàn)最大值,28天活性指數(shù)可達(dá)到76%。
項目組同步開展了生產(chǎn)工藝的優(yōu)化設(shè)計:擬采用混合粉磨工藝,產(chǎn)品細(xì)度控制在200目以下;引入AI配比優(yōu)化模型,使材料性能離散系數(shù)降至15%以內(nèi)。同時,項目組積極落實中試試驗場地、協(xié)調(diào)中試設(shè)備購置事宜,在實驗室設(shè)計基礎(chǔ)上協(xié)同推進(jìn)工業(yè)固廢綠色低碳膠凝材料中試試驗基地的建設(shè)。
變廢為寶:固廢利用率突破行業(yè)標(biāo)桿
首階段研發(fā)成果顯示:甘肅鐵尾礦的7天與28天活性指數(shù)分別為62.0%和61.8%,d(0.5)為8.13微米,d(0.9)為85.16微米,主要礦物為石英與赤鐵礦,屬于硅鋁質(zhì)固廢,具備制備固廢基固化劑的潛力;將一定配比的礦渣、粉煤灰、脫硫石膏與鐵尾礦混合后低溫加熱并球磨2小時,并經(jīng)水泥+堿激發(fā)后得到的新膠凝材料強度可媲美傳統(tǒng)水泥,為甘肅省大宗工業(yè)固廢資源化利用提供了創(chuàng)新途徑。
該技術(shù)可將90%以上的工業(yè)固廢轉(zhuǎn)化為有用建材,有效解決廢料堆積造成的環(huán)境問題。與傳統(tǒng)水泥相比,新產(chǎn)品生產(chǎn)成本顯著降低,生產(chǎn)過程更加清潔環(huán)保,為建筑行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
穩(wěn)步推進(jìn):地方標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)發(fā)展
根據(jù)計劃,項目組將于2025年10月前在蘭州市啟動首個新材料應(yīng)用工程。同時,項目組申報的《甘肅省濕陷性黃土地基工程固廢基膠凝材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》已列入甘肅省住建廳2024年度標(biāo)準(zhǔn)編制計劃。該標(biāo)準(zhǔn)首次建立“材料性能-施工工藝-質(zhì)量驗收”全鏈條技術(shù)體系,填補了國內(nèi)固廢基材料在黃土地區(qū)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)空白。
該項目通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新,構(gòu)建了從技術(shù)研發(fā)到工程應(yīng)用的全鏈條創(chuàng)新體系,不僅破解了工業(yè)固廢處置難題,更開辟了綠色建材新賽道,為甘肅省循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐,彰顯省屬科研院所服務(wù)地方發(fā)展的使命擔(dān)當(dāng)。
通訊員 舒蓉 李燕興
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