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“无废城市”建设先进适用技术|工业及城市固废两级跃迁制备高值低碳胶

来源：生态环境部环境发展中心2023/9/19 14:12:54135
导读
通过硅铝铁基和硫酸钙基等多源固废的“全固废协同重构”，可先制备出性能优异稳定的高值低碳胶凝材料中间体，再衍生制备轻质保温材料、快速修补材料、道路工程材料及装配式建筑构件等多系列衍生产品制备。
　　根据《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》(环固体〔2021〕114号)，为推动固体废物利用处置技术成果共享与转化，强化“无废城市”建设技术支撑，国家生态环境科技成果转化综合服务平台组织遴选了一批工业固废、生活源固废、危险废物、农业固废、信息化等五个领域先进适用技术，平台将从9月开始对此批技术进行集中展示，供开展“无废城市”建设的各城市和地区参考使用。
 
　　◆技术名称 ◆
 
　　工业及城市固废两级跃迁制备高值低碳胶凝材料及多系列衍生产品技术
 
　　◆技术所属领域 ◆
 
　　工业固废
 
　　◆工艺路线 ◆
 
　　通过硅铝铁基和硫酸钙基等多源固废的“全固废协同重构”，先制备出性能优异稳定的高值低碳胶凝材料中间体，再衍生制备轻质保温材料、快速修补材料、道路工程材料及装配式建筑构件等多系列衍生产品制备，从而实现“多源固废→胶凝中间体→系列终端产品”的两级跃迁。
 
　　◆主要技术指标 ◆
 
　　1. 硫铝/铁系低碳胶凝材料：砂浆抗压强度1d可以达到45MPa以上，3d可以达到55MPa以上，28d 可以达到65MPa以上，抗折强度1d≥7.0MP，3d≥7.5MPa，28d≥8.0MPa；
 
　　2. 节能保温材料：产品干密度每立方米300-800 kg可调控，导热系数0.08-0.21 W/m·K，2h体积吸水率≤12%，7d抗压强度达1.5-7 MPa，脱模时间4-6 h，软化系数>0.6；
 
　　3. 快速修补砂浆：流动度大于290mm，初凝时间大于20min，小于30min，初凝和终凝间隔小于5min。2h抗折强度达到5MPa以上，抗压强度达到25MPa以上，6h抗折强度达到7MPa以上，抗压强度35MPa以上。1d抗折强度达到8MPa以上，抗压强度达到40MPa以上，28d抗压强度大于50MPa，粘接强度大于0.8MPa，耐磨性小于300立方毫米，初凝≥30min，终凝≤50min，6h抗压强度≥30MPa，1d粘结强度≥0.8MPa；
 
　　4. 装配式建筑构件：免蒸养，2小时强度达到脱模强度快速脱模，提高模具周转率300%，提高生产效率400%，防止干缩裂缝，抗折强度高于普硅混凝土；
 
　　5. 道路工程材料：采用硫铝/铁系低碳胶凝材料制备的道路工程材料7d抗压强度≥0.5MPa，28 d抗压强度≥1.0MPa。
 
　　◆技术特点 ◆
 
　　低碳胶凝材料制备原料大比例甚至全部为固废，固废利用率达到100%。多系列衍生产品均为免烧制备，不存在烟气排放问题。
 
　　◆适用范围 ◆
 
　　适用于煤炭、氧化铝、采矿、冶金、化工等固废排放行业，建材、节能建筑、道路工程、岩土工程等行业及管理部门。
 
　　◆案例名称 ◆
 
　　路用固废基泡沫轻质土在某高速改扩建项目中的工程应用
 
　　◆  案例概况 ◆
 
　　工程应用：276米
 
　　投运时间：2019年5月
 
　　验收情况：已验收
 
　　◆工艺流程 ◆
 
　　发泡装置采用大型全自动水泥发泡机(80立方米/小时)，拌合可采用混凝土搅拌站。施工前，将路基划分为若干个浇注区，再分为若干个浇注层。泡沫轻质土路基与常规路基交界面处，设置1层HDPE防渗土工膜和1层金属网，金属网置于防渗土工膜下。固化后常规检测指标为抗压强度。每工作日应取强度检测试件2组，分别做7天和28天龄期强度检测。
 
　　◆污染防治效果和达标情况 ◆
 
　　泡沫轻质土在服役过程中无有害物质浸出，满足《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB 18599-2020)的要求，路基附近地下水满足《地下水质量标准》(GB/T 14848)的要求。
 
　　◆主要工艺运行和控制参数 ◆
 
　　单个浇注区浇注层的浇注施工时间不应超过水泥浆的初凝时间；上下相邻两层浇注层的浇注间隔时间不宜小于8小时。单个浇注层宜一次性浇注完毕，必要时最多分两次浇注，且两次浇注的间隔时间应控制在6-24小时。浇注完毕后应覆盖塑料薄膜或无纺土工布进行保湿养护，养护时间应小于7天。
 
　　◆投资费用 ◆
 
　　500吨/天的低碳胶凝材料生产线，约需投资5000万元
 
　　◆运行费用 ◆
 
　　根据利用的固废不同有所差异，约300元/吨
 
　　◆能源、资源节约和综合利用情况 ◆
 
　　与普通灰土路基比较，该技术用固废基泡沫轻质土替代普通硅酸盐水泥，替代率最高达到80%。
 
　　原标题：“无废城市”建设先进适用技术 | 工业及城市固废两级跃迁制备高值低碳胶凝材料及多系列衍生产品技术

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