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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
環(huán)境友好型建筑垃圾再生磚
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
回收建筑垃圾，經(jīng)過(guò)壓制制成再生磚。采用最優(yōu)配合比：建筑垃圾66.7%、細(xì)砂20.2%、水泥8.1%、水約11%（混凝土：粘土磚=2:1、粗骨料5～10㎜，磚、細(xì)砂≤5㎜）。其技術(shù)指標(biāo)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于粘土磚；成本較低，市場(chǎng)前景廣闊；經(jīng)LCA分析，比粘土磚節(jié)能57.9%，CO2、CO、SO2、NOx、粉塵排放量分別減少35.1%、99.0%、86.4%、99.8%和94.2%。
詳細(xì)介紹：
作品的設(shè)計(jì)目的 將拆遷或地震產(chǎn)生的大量的建筑垃圾變廢為寶，制成再生磚取代傳統(tǒng)粘土燒結(jié)磚；保護(hù)國(guó)家土地資源，避免傳統(tǒng)磚生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題；在一定程度上緩解震后建筑垃圾處理壓力，為地震災(zāi)區(qū)災(zāi)后重建做出貢獻(xiàn)；在建筑方面支持國(guó)家“新農(nóng)村”建設(shè)。 設(shè)計(jì)思路 在地震或拆遷后的建筑垃圾中，回收廢棄混凝土和粘土磚，將其加工為再生骨料，重新制成建筑用磚。本發(fā)明通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)探究，確定了符合國(guó)家規(guī)范《GB 5101-2003 燒結(jié)普通磚》和《GB／T 21144-2007混凝土實(shí)心磚》的最優(yōu)配合比。通過(guò)測(cè)定再生磚塊的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)成本分析和環(huán)境影響評(píng)價(jià)，與普通粘土燒結(jié)磚進(jìn)行對(duì)比，體現(xiàn)了該技術(shù)再生磚在力學(xué)、熱學(xué)性能方面的優(yōu)越性、環(huán)境友好性以及生產(chǎn)的社會(huì)與環(huán)境收益。 具體思路： 技術(shù)指標(biāo)對(duì)比： 在養(yǎng)護(hù)過(guò)程測(cè)定7d抗壓強(qiáng)度，28天抗壓、抗折強(qiáng)度，在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后測(cè)定表觀密度、干燥收縮率、尺寸偏差、外觀質(zhì)量、抗風(fēng)化性能、軟化系數(shù)、碳化系數(shù)等主要技術(shù)指標(biāo)。然后與國(guó)家規(guī)范（《GB 5101-2003 燒結(jié)普通磚》和《GB／T 21144-2007混凝土實(shí)心磚》）要求和普通燒結(jié)粘土磚的相關(guān)性能進(jìn)行對(duì)比。 表5 規(guī)范要求以及與普通磚技術(shù)參數(shù)對(duì)比 磚類(lèi)別 主要內(nèi)容 GB 5101-2003 燒結(jié)普通磚規(guī)范/ GB/T 21144-2007混凝土實(shí)心磚 從某一磚廠購(gòu)買(mǎi)的1000塊磚的抽樣調(diào)查 環(huán)境友好型建筑垃圾再生磚 尺寸允許偏差/mm【優(yōu)等品(長(zhǎng)，寬，高)】 樣本平均偏差 (±2.0,±1.5,±1.5) (+1.0,-1.1,+1.3) (-0.9,+1.0,-1.2) 樣本極差≤ (6, 5,4) (5, 4, 3) (5,3.8, 2.8) 外觀質(zhì)量（優(yōu)等品）（單位：mm） 兩條高度差 ≤ 2 1.8 1.5 彎曲 ≤ 2 1.8 0.8 雜質(zhì)突出高度 ≤ 2 1.9 0.7 強(qiáng)度（單位：兆帕） 抗壓強(qiáng)度 MU10 10.0 11.0 12.6 抗折強(qiáng)度 — 2.86 抗風(fēng)化性能 5h沸煮吸水率/%≤ 19 15 13.6 干燥收縮率/% ≤ 0.05 — 0.04 其他性能 泛霜 無(wú)泛霜（優(yōu)等品） 無(wú)泛霜 無(wú)泛霜 密度（ ） ≥2100(A級(jí)) 1900 2300 軟化系數(shù) ≥0.08 — 1.0 碳化系數(shù) ≥0.08 — 1.2 導(dǎo)熱系數(shù)（w/(m?℃)） — 0.34~0.36 0.289 經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比： 通過(guò)分析制磚的直接成本（材料費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、能源消耗費(fèi)、人工費(fèi)等）與間接成本（垃圾處理費(fèi)、占地費(fèi)、稅費(fèi)、環(huán)境污染治理費(fèi)等），與市場(chǎng)普通燒結(jié)粘土磚進(jìn)行比較，體現(xiàn)其低成本的特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)推廣前景。 環(huán)境影響對(duì)比： 通過(guò)分析該生產(chǎn)技術(shù)與常規(guī)燒結(jié)技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式高能耗、高排放、高污染的缺點(diǎn)形成對(duì)比，體現(xiàn)該技術(shù)的環(huán)保效應(yīng)與節(jié)能效益。 能耗對(duì)比 環(huán)境友好型再生磚能耗清單（kJ/塊標(biāo)準(zhǔn)磚） 名稱(chēng) 建筑垃圾破碎 生產(chǎn)工藝能耗 硅酸鹽水泥生產(chǎn) 公路運(yùn)輸 能耗量 660.000 375.833 844.625 14.604 總計(jì)：1895.062 普通燒結(jié)磚能耗清單（kJ/塊標(biāo)準(zhǔn)磚） 名稱(chēng) 　 其他 焙燒　 能耗量 　 2274.470 2230.91 總計(jì)：4505.389　 環(huán)境排放對(duì)比 環(huán)境友好型再生磚環(huán)境排放清單（g/塊標(biāo)準(zhǔn)磚） 名稱(chēng) CO2 CO SO2 NOx 粉塵 排污量464.0 0.009 0.979 0.008 2.028 普通燒結(jié)磚環(huán)境排放清單（g/塊標(biāo)準(zhǔn)磚） 名稱(chēng) CO2 CO SO2 NOx 粉塵 排污量715.122 0.931 7.211 4.212 34.701

作品圖片

  • 環(huán)境友好型建筑垃圾再生磚

作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

發(fā)明目的： ①建筑垃圾變廢為寶，取代粘土磚； ②保護(hù)土地資源，避免環(huán)境污染； ③緩解建筑垃圾處理壓力； 基本思路： 回收建筑垃圾，經(jīng)過(guò)壓制制成再生磚。本發(fā)明通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究確定最優(yōu)配合比。通過(guò)測(cè)定各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)成本分析和環(huán)境影響評(píng)價(jià)，與普通粘土燒結(jié)磚進(jìn)行對(duì)比，體現(xiàn)了性能優(yōu)越性、環(huán)境友好性。 創(chuàng)新點(diǎn)： ①用建筑垃圾制磚，廢物再利用； ②加入秸稈，減免焚燒，改善空氣質(zhì)量； ③加入粘土磚密實(shí)度高，遇火強(qiáng)度不降反增； ④壓制而成免燒制，工藝簡(jiǎn)單無(wú)污染； 技術(shù)關(guān)鍵： ①骨料配比： 建筑垃圾66.7%，細(xì)砂20.2%，水泥8.1%，水11%，【66.7%為混凝土，33.3%為粘土磚，粗骨料5～10㎜，磚、細(xì)砂≤5㎜】。 ②壓制方式： 以10kN/s的速度預(yù)壓至500kN，卸載清除多余骨料，再以相同速度加壓至600 kN成型。 ④養(yǎng)護(hù)方式：灑水養(yǎng)護(hù)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 尺寸(mm)：240×115×53 表觀密度：2300 吸水率：13.6% 抗壓強(qiáng)度：12.60 MPa 抗折強(qiáng)度：2.86 MPa 干燥收縮率：0.06% 碳化系數(shù)：1.2 軟化系數(shù)：1.0 導(dǎo)熱系數(shù)：0.289W/（m?K） 均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 5101-2003 燒結(jié)普通磚》和《GB／T 21144-2007混凝土實(shí)心磚》

科學(xué)性、先進(jìn)性

科學(xué)性： 該種建筑垃圾再生磚技術(shù)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)總結(jié)出最為合理與科學(xué)的骨料配合比：“骨灰比=10.0，粗骨料/細(xì)骨料=1.0”（含水率w≈11%）。此配合比水泥用量較少（含量?jī)H為8.09%），較其他技術(shù)節(jié)約成本。級(jí)配情況更為科學(xué)，粗骨料采用5～10㎜連續(xù)級(jí)配，磚、細(xì)砂采用≤5㎜連續(xù)級(jí)配，使磚體更為致密堅(jiān)硬，從而具有更為良好的抗壓、抗折性能。 先進(jìn)性： 節(jié)能環(huán)保： 該種建筑垃圾再生磚技術(shù)的骨料來(lái)源為建筑垃圾，緩解了土地資源高消耗問(wèn)題，變廢為寶提高了資源的利用率。該種再生技術(shù)采用壓制成型的“冷處理”技術(shù)，不僅原料來(lái)源環(huán)保，其整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中更是低能耗，低排放，零污染。對(duì)比傳統(tǒng)燒制磚更具有環(huán)保價(jià)值與社會(huì)收益。 耐高溫： 該種環(huán)境友好型建筑垃圾再生磚在遭遇火災(zāi)情況下，在0-300℃的區(qū)間內(nèi)，該磚抗壓強(qiáng)度將增長(zhǎng)50%左右；在300-500℃區(qū)間內(nèi)，該磚抗壓強(qiáng)度將增長(zhǎng)70%左右；當(dāng)溫度升至800℃時(shí)，該磚強(qiáng)度開(kāi)始下降，因此本發(fā)明為人們?cè)诨馂?zāi)中迅速安全撤離提供了強(qiáng)度保障。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

1、本發(fā)明已經(jīng)向權(quán)威科技查新機(jī)構(gòu)“高等學(xué)?？萍柬?xiàng)目咨詢(xún)及成果查新中心四川大學(xué)工作站” 提出了國(guó)內(nèi)外范圍的科技查新申請(qǐng)。 2、本發(fā)明榮獲“挑戰(zhàn)杯”四川大學(xué)2010年學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)作價(jià)入股或一次性轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品，圖紙，磁盤(pán)，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

技術(shù)優(yōu)勢(shì)： ①原料多、價(jià)格低 ②骨料處理技術(shù)成熟 ③壓制免燒，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單 ④性能優(yōu)良、潛在市場(chǎng)巨大 ⑤環(huán)保節(jié)能、環(huán)境友好 適用范圍： ①低層磚混結(jié)構(gòu)承重墻 ②框架或框剪結(jié)構(gòu)填充墻 ③人行道路面磚 推廣前景： 該種再生磚取材廣、成本低、強(qiáng)度高，適應(yīng)社會(huì)科學(xué)發(fā)展與節(jié)約型社會(huì)的方針，必將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，有極大的市場(chǎng)前景。

同類(lèi)課題研究水平概述

國(guó)外研究和利用情況： （1）日本 日本早在1977 年就制訂了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》, 并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠。日本建設(shè)省于1997年10月 制定了“建設(shè)資源再利用推進(jìn)計(jì)劃”和“建設(shè)工程材料再生資源化法案”。 （2） 美國(guó) 美國(guó)較早提出環(huán)境標(biāo)志，其制定的《超級(jí)基金法》規(guī)定：“任何生產(chǎn)有工業(yè)廢棄物的企業(yè)，必須自行妥善處理，不得擅自隨意傾卸”。美國(guó)一家建筑公司利用回收的廢混凝土、金屬、紙板、木材等建筑垃圾建造房屋，被稱(chēng)之為“資源保護(hù)屋”，俗稱(chēng)“垃圾屋”。 （3） 歐洲各國(guó) 德國(guó)是世界上最早推行環(huán)境標(biāo)志的國(guó)家，其每個(gè)地區(qū)都有大型的建筑垃圾再加工綜合工廠，德國(guó)鋼筋委員會(huì)1998年8月提出了“在混凝土中采用再生骨料的應(yīng)用指南”； 法國(guó)利用碎混凝土和碎磚塊生產(chǎn)出了磚石混凝土砌塊，符合與磚石混凝土材料有關(guān)的NBNB21-001（1988）標(biāo)準(zhǔn)；英國(guó)已開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)用來(lái)回收濕潤(rùn)砂漿和混凝土的沖洗機(jī)器； 英國(guó)伯明翰大學(xué)曾研究過(guò)：內(nèi)含高比例的再生骨料和碎黏土磚的再生混凝土在普通混凝土結(jié)構(gòu)的潛能和極限。結(jié)果表明，碎黏土磚的含量能明顯地增加滲透性，并且在再生骨料中的比例在20%之內(nèi)，仍能生產(chǎn)出非常好的混凝土，但是一旦比例超過(guò)50%，混凝土的質(zhì)量便達(dá)不到好的標(biāo)準(zhǔn)。 葡萄牙阿威羅大學(xué)也做過(guò)一項(xiàng)研究，結(jié)果清晰地顯示，用碎磚替代天然骨料，并且比例控制在25%以?xún)?nèi)不會(huì)有強(qiáng)度損失。 （4）其他國(guó)家 澳大利亞悉尼理工大學(xué)研究表明，廢黏土磚中的化學(xué)和礦物成分與大量的莫來(lái)石和方解石以及少量的石英混合能達(dá)到很高的強(qiáng)度。 國(guó)內(nèi)研究和利用的情況： （1） 1997年，建設(shè)部將“建筑廢渣綜合利用”列入科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。 （2）2002年，上海市科委設(shè)立重點(diǎn)項(xiàng)目，對(duì)廢混凝土的再生與高效利用技術(shù)開(kāi)展國(guó)較為系統(tǒng)胡研究。 （3）2007年科技部將“建筑垃圾再生產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)”列入國(guó)家科技支撐項(xiàng)目。 （4）武漢理工大學(xué)硅酸鹽材料工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的馬保國(guó)等人曾做了關(guān)于“利用建筑垃圾制備新型高利廢墻體磚”的研究。他們以建筑垃圾粉料、再生細(xì)骨料、電石渣、石灰為基本原料，引入改性劑，采用蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝，制備出強(qiáng)度為MU12 級(jí)的承重墻體磚。
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