[01608249]生态混凝土掺合料及绿色制成技术创新与产业化集成应用

本项目“生态混凝土掺合料绿色制成技术创新与产业化集成应用”属无机非金属建材制造科技领域,技术内容涉及制造业和建筑业应用。 随着我国基础设施建设规模持续增大,矿物掺合料作为现代混凝土必不可少的原材料,用量明显加大,一方面,适用于混凝土工程的粉煤灰等常规掺合料供应日益匮乏,另一方面,工业及建筑固废大量废弃,影响环境并造成严重的资源浪费以及混凝土产业的可持续发展。本项目针对我国土建行业混凝土掺合料匮乏、掺合料制备能耗高、固废掺用难匹配进而造成的资源闲置及环境污染问题,开展了高效低能耗粉磨关键装备研制、低品位矿石、工业废渣及尾渣改性、固废资源再生中高活性矿物掺合料等关键技术的攻关及应用,取得了一系列原创性的技术和工程应用成果,为充分利用低品质尾矿及废渣、环保节能开辟了新的技术途径。继自主研制的系列装备和材料成果获“2011年度国家技术发明二等奖”后,课题组针对装备功能提升、材料性能持续改善、技术适用性扩大等方面开展了更系统的研究,形成了更先进完备的技术体系,系列成果已成功转化并推广应用至全国逾百家水泥混凝土企业。具体的技术创新和取得成效包括： （1）自主设计和研制了长寿命、高效率、低能耗的微粉冲击磨及其工艺系统。结构上独特的双盘对转创新设计提升了物料流速,内部空间的双层破碎腔和顺序多级粉磨设计使功能分区更合理、粉磨更高效,优化的冲击元件耐磨材料组分及焊接工艺提升了使用寿命。应用表明,该装置可提产35%、节电30%,广泛适用于碳酸钙、低品位矿石掺合料的超细加工。 （2）以地方优势固废和低品位矿石等废弃物为主要原料,创新研制了系列生态混凝土掺合料。首创了“组分优化、晶种植入、表面改性、颗粒细化”的复合改性技术,通过材料性能互补设计、组分与使用环境的协调、性能参数的选择与优化、具有激发活性和补偿收缩功能的优化材料的匹配与控制等关键技术,将自主开发的化学改性与机械激发、热激发等技术相结合,成功进行了低活性冶金渣和低品位矿石的改性,在此基础上依据次第水化理论和协同致密效应,合理匹配掺合料组分研制了系列中高活性复合微粉。产品28d活性指数可达60%～85%,混凝土中水泥替代率达到20%～40%。 （3）创新成果转化高效推广机制,形成了“以用户共性需求为纲,产学研协同服务”的高效推广模式。针对掺合料绿色制备“研究、设计、装备、应用和服务”的全生态系统应用特征,建立高效协调的组织实施机制、规范实用的技术应用模式、周到快捷的现场服务方式、主推应用的相关技术开发、成果共享的激励合作制度。 （4）取得特别显著的成果推广成效。在全国23个省区及国外100多条生产线成功推广应用。近三年累计生产矿物掺合料2300多万吨,消纳废渣1900多万吨,减少水泥熟料消耗570多万吨,节电1.8亿kWh,CO2减排690万吨,新增产值29.8亿元,新增利润8.4亿元,新增税收1.8亿元,社会效益突出。 本项目取得重大原创性技术成果,拥有完整自主知识产权,获国家授权发明专利25项,发表论文50余篇,丰富了掺和料装备与生产制造理论,提高了我国建材绿色制造整体技术水平,缓解了水泥制造业对自然资源的过度索取,为节能减排及循环经济发展作出突出贡献。项目推广模式创新突出、推广覆盖面特别大、经济和社会效益特别显著。