成果名称

多源固废协同利用制备土木工功能材料关键技术与示范

成果登记号

知识产权

完成单位

序号

单位名称

通讯地址

1

山东高速集团有限公司

济南市历下区龙奥北路8号

2

山东大学

山东省济南市山大南路27号

完成人

序号

姓名

工作单位

对成果的贡献

1

周勇

山东高速集团有限公司

项目总体负责、组织实施

2

李召峰

山东大学

项目技术负责

3

李术才

山东大学

项目技术顾问

4

左志武

山东高速集团有限公司

项目总调度

5

王川

山东高速集团有限公司

项目组织实施及终端产品应用

6

林春金

山东大学

固废基胶凝材料应用关键技术研究

7

张树文

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

8

薛志超

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料工程应用研究

9

王福海

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

10

张健

山东大学

固废基路用材料应用关键技术研究

11

马川义

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

12

辛公锋

山东高速集团有限公司

固废基路用材料应用技术研究

13

杨为民

山东大学

固废基注浆材料应用技术研究

14

汲平

山东高速集团有限公司

固废基路用材料应用关键技术研究

15

张宁

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料服役性研究

16

王凯

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

17

申全军

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

18

孟祥龙

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料服役性研究

19

李海军

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

20

裴文晶

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料生态相容性研究

21

高立勇

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料应用技术研究

22

董光彬

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料示范线建设及工程应用

23

于坤

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料应用技术研究

24

王彦

山东高速集团有限公司

固废基胶凝材料生态相容性研究

25

齐延海

山东大学

固废基胶凝材料制备工艺优化

26

王衍升

山东大学

固废基胶凝材料制备工艺优化

27

高益凡

山东大学

固废基胶凝材料制备工艺优化

28

高晓杰

山东大学

固废基胶凝材料性能评价

29

杨鹏帅

山东大学

固废基胶凝材料性能评价

30

刘超

山东大学

固废基胶凝材料性能评价

31

戴文杰

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

32

张晨

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

33

陈经棚

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

34

游浩

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

35

周志浩

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

36

张明

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

37

于婷婷

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

38

郭涛

山东大学

固废基胶凝材料性能评价

39

牛昊

山东大学

固废基胶凝材料性能评价

40

刘晓林

山东大学

固废基胶凝材料制备工艺优化

41

我没有

山东大学

固废基胶凝材料制备工艺优化

42

刘致延

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

43

宋先进

山东大学

固废基胶凝材料性能优化研究

成果公报内容

随着交通强国战略的不断推荐，我国将长期处于基础设施建设高潮期，胶凝材料在基础设施建设过程中扮演着重要的角色。硅酸盐水泥作为应用最为广泛的胶凝材料之一，面临原材料紧缺、天然矿石日益枯竭、生产需高能耗高碳排放的困局。利用固废制备水泥类胶凝材料，既可节约大量的天然矿石，又能降低水泥煨烧生产过程中的碳排放和粉尘污染，具有显著的经济与社会效益。基于此，项目组以赤泥等工业固废为主要研究对象，针对固废胶凝活性低、成分复杂多变、污染因子含量高等利用难题展开研究，提出了基于“协同利用－尾气处置－余热重构”的多源固废制备绿色土木功能材料创新理论，建立了地聚物凝胶、铁铝酸盐相等目标矿相的匹配设计方法，形成了胶凝活性提升机制和固废基胶凝材料组成设计方法，实现了固废基胶凝材料的工作性能的动态调控；揭示了固废基胶凝材料中重金属和碱组分的赋存形态及浸出特性，研发了硅铝酸盐类－磷酸盐类-糖类复合固化剂，建立了材料自胶结－固化剂处置协同固化／稳定化方法，突破了赤泥重金属及碱组分等污染因子长效固化／稳定化技术瓶颈，提出了固废基胶凝材料全寿命周期内节能降耗容量的表征方法；研发了尾气处置与余热重构核心装备，建成了固废基胶凝材料中试试验系统，形成了绿色高性能终端产品制备工艺与应用关键技术，终端产品在济南—高青高速公路建设工程、山东省邱集煤矿灰岩含水层注浆改造工程、华润水泥合浦石灰石矿山岩溶水害治理工程中进行了现场试验，均取得了良好的效果，证明了项目组所取得研究成果具有可行性与有效性，专家一致认为，研究项目成果得到了国际领先水平，研究为固废规模化高附加值利用奠定了基础。

组织验收(评价）委员会名单

序号

姓名

单位

专业领域

职称

1

郑健龙

长沙理工大学

道路工程

中国工程院院士

2

彭永臻

北京工业大学

环境工程

中国工程院院士

3

缪昌文

东南大学

材料工程

中国工程院院士

4

杜彦良

石家庄铁道大学

道路与铁道工程

中国工程院院士

5

王复明

郑州大学/中山大学

岩土工程

中国工程院院士

6

张建

山东科技大学

环境工程

教授/副校长

7

高振会

中国环境科学学会环境损害鉴定评估专业委员会

环境工程

教授/主任

8

张忠莲

山东省循环经济协会

环境工程

研究员/副会长兼秘书长

9

吴小缓

国家建筑材料工业技术情报研究所/国家建筑材料工业技术监督研究中心

材料工程

研究员/副所长

10

贾学军

省交通运输厅工程建设事务中心

会计学

正高级会计师

11

王玉莉

山东省交通科学研究院

会计学

高级会计师

组织验收(评价）单位：山东省交通运输厅、山东省交通运输科技管理服务中心

验收(评价）意见

同意验收委员会意见

2022年2月27日，山东省交通运输厅在济南组织了“多源固废协同利用制备土木功能材料关键技术与示范”（项目编号2018B39)项目验收工作。验收专家组（名单附后）听取了项目组的汇报，审阅了相关技术文件和财务报告，经质询和讨论，形成验收意见如下：

一、项目组提交的资料齐全，内容完整，符合验收要求。

二、项目以工程应用为导向，开展了固废基土木功能材料制备理论、应用技术等方面的研究，取得了如下主要创新成果：

1，提出了基于“协同利用－尾气处置－余热重构”的多源固废制备绿色土木功能材料新理念，推动了固废利用方式由“粗放型”向“集约高值型”转变，为固废大规模高放利用提供了新的技术途径；

2建立了地聚物凝胶、铁铝酸盐相、硅酸盐矿相的匹配设计方法，实现了各类目标矿相的定量调控，形成了以实际工程需求为导向的固废基胶凝材料浆体性能优化方法与应用技术体系，研发了新的注浆加固材料和路用材料等系列固废基土木功能材料；

3.揭示了固废基胶凝材料中污染因子的赋存形态及水化产物的固化机制，研发了硅铝酸盐类－磷酸盐类－糖类复合固化剂，建立的材料自胶结－固化剂强化的协同固化／稳定化方法，突破了赤泥重金属及碱组分等污染因子长效固化／稳定化技术瓶颈，显著提升了固废基终端产品的生态相容性；

4．创建了工业尾气处置固废、以有效提升固废基胶凝材料性能的活化新方法，并研发了相应的尾气处置和余热重构核心装备，形成了绿色高性能终端产品配套制备工艺及关键应用技术。

三、项目申请国际发明专利2项，申请／授权国家发明专利32项，发表SCI/El等论文39篇，主编／参编相关规范8部，形成了固废基土木功能材料知识产权池，建成8万吨／年的固废基土木功能材料中试试验系统1套，项目成果在交通、矿山等多个工程得到了成功应用，取得了显著的经济和社会效益，在绿色工程建设、固废大宗量高效应用领域具有广泛的应用前景，完成了项目计划任务目标。

四、根据项目财务报告列示情况，该项目经费使用合理，预算执行情况符合经费管理相关规定。

专家组一致同意该项目通过技术验收和财务验收。

建议：进一步扩大推广应用。