中国建材联合会[001]

中国建材联合会提名2018年国家科技奖项目公示内容项目名称建筑固体废物资源化共性关键技术及产业化应用推荐单位中国建筑材料联合会通讯地址北京市海淀区三里河路11号(100831)邮政编码100831联 系 人罗 宁联系电话010-57811082电子邮箱jclhhkjb传 真010-57811082提名单位（专家）意见我单位与主要完成人及完成单位充分沟通，填写提名书并认真审阅了附件，确认全部材料真实有效，填写内容符合国家奖励办规定，并已按照要求进行公示。项目揭示了再生原料和再生建材损伤、演化、改性和控制机理，发展了再生建材配合比设计制备理论与神经网络性能预测方法，发现了再生建材长期性能时变劣化规律，提出了保障再生混凝土结构安全的可靠度设计方法，建立了再生建材制备工艺与理论。针对我国建筑固体废物“量大、面广、成分复杂，且地域性明显”的特征，创新性地提出“先筛再分后破”资源化工艺，显著降低能耗并提高资源化效率；研制了分离、分选、破碎、筛分与强化等国产化核心装备，并实现出口。主编了国内第一部建筑废物资源化地方技术规程（再生混凝土应用技术规程，2007年）、作为主编单位之一编制了国内第一批建筑废物资源化国家标准（混凝土用再生粗骨料和混凝土和砂浆用再生细骨料，2011年），填补了我国建筑固废资源化相关标准的空白，形成了全过程资源化标准体系。建成了我国第一幢再生混凝土框架剪力墙结构、第一幢再生砖混结构建筑，具有显著的示范意义。 项目成果已在国内25个省市进行了推广，并在美国等境外地区建成资源化生产线；特别是在许昌等地实现了建筑固体废物资源化率95%以上，应用单位经济效益明显。该成果拓宽了我国建筑固体废物资源化、精细化利用途径，为改善再生建材利用模式、规范管理和行业发展提供了技术保障，环境与社会效益显著。提名该项目为国家科技进步奖二等奖。项目简介随着我国社会经济发展与城镇化进程的加快，由于建筑施工、改造修缮和拆除工程等产生的建筑固体废物（常称为建筑垃圾）排放量迅速增加，并引发了严重的环境、资源与安全问题。2016年我国建筑固体废物排放量30亿吨以上，预计在今后10年仍将以每年7-10%的速度快速增长。我国建筑固体废物量大、面广、成分复杂，且地域性极其明显，如何有效的资源化处置已迫在眉睫。习近平总书记在党的十九大报告中着重强调“加强固体废弃物和垃圾处置”，建筑固体废物资源化技术的产业化推广，已经上升为国家战略，成为生态文明建设不可缺少的重要内容。在国家杰出青年科学基金等项目的资助下，项目组通过产学研用紧密结合为一体，并且充分发挥行业协会的作用，取得了系列创新成果，掌握了成套核心技术，缩小了与国外发达国家在建筑固体废物资源化利用方面的差距，特别是在共性基础研究和标准化产业化应用等领域，处于国际领先地位。1. 形成共性理论和技术基础揭示了再生原料和再生建材损伤、演化、改性和控制机理；发展了再生建材配合比设计制备理论与神经网络性能预测方法；总结了再生建材长期性能时变劣化规律；提出了保障再生混凝土结构安全的可靠度设计方法；建立了再生建材制备工艺与理论。2. 实现工艺装备国产化针对我国建筑固体废物成分复杂、没有预分类的难题，提出“先筛再分后破”资源化工艺，显著降低能耗并提高资源化效率；打破国际垄断，研发制备了分离、分选、破碎、筛分与强化等国产化核心装备，并实现其出口；完成了工艺装备在建筑装潢垃圾、渣土以及尾矿等资源化处置领域的扩展。3. 再生建材与产业化应用实现了建筑固体废物中渣土、再生粉料和再生骨料的全再生资源化技术；提出了可大量消纳再生原料的无害化规模化应用策略；研发了环境友好的再生建材；发展了适应国情的产业化应用再生建材；建成我国第一幢再生混凝土框架剪力墙结构、第一幢再生砖混结构建筑。 填补了我国建筑固体废物资源化相关标准的空白，形成了全过程资源化标准体系，主编了国内第一部建筑废物资源化地方技术规程（再生混凝土应用技术规程，2007年）、以主编单位之一编制了国内第一批建筑废物资源化国家标准（混凝土用再生粗骨料和混凝土和砂浆用再生细骨料，2011年）；成立了我国第一资源化学术组织（再生混凝土专业委员会，2008年）和第一个行业组织（建筑废物管理与资源化工作委员会，2012年）。这些工作极大地支撑了产业化落地和推广。4. 建立全过程知识产权体系 通过科技创新和研究成果转化，形成了从建构筑物拆除、收集运输、工艺装备研制、资源化处置技术、多路径再生建材研发到最终产业化应用的全过程知识产权体系；解决了我国建筑固体废“量大、面广、成分复杂，且地域性明显”的资源化处置难题，促进了全产业的换代与升级。客观评价1.国内外同类技术比较根据该项目资源化技术与国内外同类技术的比较（表1），发现在建筑固体废物资源化利用方面，国内传统工艺和国外先进技术大多采用“先破后筛”工艺，一般仅适用于废弃混凝土的破碎加工，无法处置来源和成分复杂的建筑固体废物。项目综合考虑了我国建筑固体废物现状，对传统资源化处理技术进行优化，提出了一整套高效资源化处理技术；基于“先筛再分后破”和“因地制宜”的指导思想，根据建筑固体废物来料情况的差异，提出了与之相配套的资源化工艺设备和解决方案，生产出适合产业化应用的再生原料和再生建材。表1 与国内外建筑固体废物资源化技术路线比较类别资源化工艺资源化装备适用情况技术特点该项目创新工艺“先筛再分后破”采用高强振动筛、多级综合分选装备和配套破碎设备，形成国产移动式/固定式资源化成套装备处置来源和成分复杂的建筑固体废物能有效分离出渣土、轻物质、红砖等，提升处置能力30%以上，同时降低约30%的设备能耗和磨损；具有适用面广、分离分选率高以及能耗和杂质含量低等优点国内传统工艺 “先破后筛” 沿用矿山开采的传统破碎和筛分装备适用于矿山开采或来料单一、以废混凝土为主的建筑固体废物难以有效分离渣土、轻物质等，导致再生原料品质大幅度降低，能耗和设备损耗也显著增大；同时难以分离出红砖；具有适用面窄、产品品质低、能耗大以及杂质含量高等缺点国外先进工艺“先破后筛”选择性拆除阶段采用多种拆除设备，资源化阶段采用移动式/固定式成套装备针对经过“选择性拆除”、以废混凝土为主的建筑固体废物采用的选择性拆除，能实现固废预分类，但工期较长，人力、物力消耗极大；难以实现红砖等成分有效分离；具有适用面窄、产品品质高、能耗大的特点通过该项目研制的分离分选工艺装备与国内外同类技术进行比较分析（见表2），发现在建筑固体废物的源头减量化拆除、品类分离分选、破碎筛分强化、再生粉体研磨以及降噪除尘环保等工艺原理研究等方面，较好地解决我国建筑固体废物的资源化难题。特别地，相对于国内外其他同类技术，研发的分离分选工艺能够更好地实现钢筋、砖瓦以及轻物质等与废混凝土的有效分离；开发的固定式、移动式处理配套工艺和装备处于国际领先地位。表2 分离分选工艺比较分析关键技术类别国内外现状该项目技术创新混凝土与钢筋的分离采用破碎后的磁选分离，噪音大、设备损耗大，而且能耗高基于项目组研发的液压拆解装备，可实现钢筋与混凝土的有效分离，同时具有噪音小、能耗低、效率高等特点渣土、泥土和灰分的分离无法实现渣土、泥土和灰分分离，最终混入再生细骨料中，大幅度降低再生细骨料品质基于高强振动筛分装备，可以在喂料阶段实现渣土、泥土和灰分的有效分离，前端分离率95% 砖和混凝土的分离没有考虑砖和混凝土的分离，无法实现再生原料和再生建材的高品质利用利用项目研发的色谱、形状和比重分选设备，可以将砖和混凝土进行有效分离，分离率92%轻物质和重物质分选传统“先破后筛”工艺的轻物质分离率低，约为70-80%，无法分选的轻物质最终混入再生骨料中基于“先筛再分后破”工艺，利用配套的风选、水浮选、离心复合分选等资源化装备，实现轻物质高效分选，分选率99%2. 项目科技查新报告科技查新报告，指出：“经检索，该项目在建筑固体废物破碎工艺流程以及基于再生骨料、再生混凝土基础研究的规范标准编制等技术应用研究方面居国际领先地位”。3. 项目鉴定意见专家鉴定委员会形成了如下鉴定意见，“该成果的研发和推广应用拓宽了我国建筑固体废物资源化利用途径，为改善建筑固体废物资源化利用模式、规范管理和行业健康发展提供了技术保障，意义重大，市场前景广阔，社会与经济效益显著。在应用基础研究和标准规范体系研究方面达到国际领先水平”。4. 知识产权情况项目已获授权知识产权100余件，编制国家标准和行业规范10余项，发表SCI论文90余篇，出版专著8本。5. 国内外学术影响美国工程院院士，中国工程院外籍院士和印度工程院院士，Surendra P. Shah教授对肖建庄教授课题组在建筑固体废物资源化研究与产业化创新方面进行了积极的评价，指出“His research will definitely put him on the front line of his field of research, and exploration of the sustainable development of the concrete industry will further lead the research in a fruitful direction”。2015年成立的RILEM“再生混凝土结构行为与创新”技术委员会，肖建庄任主席，是国内学者首次在建筑固体废物资源化再生建材领域担任主席。经Scopus数据库检索（关键词Recycled and Concrete），项目组肖建庄发表的学术论文位列国际学者前位。2008年发起和创立中国土木工程学会-再生混凝土专业委员会，肖建庄任主任委员；2012年组织成立了中国城市环境卫生协会建筑垃圾管理和资源化工作委员会，陈家珑任常务副主任委员和专家组主任委员，李福安和杨安民任常务委员会的副主任委员；2015年成立中国砂石协会再生骨料分会，肖建庄、杨安民分别任副会长；2016年发起成立中国硅酸盐学会固废分会建筑固废专委会，肖建庄、李秋义分别任副主任委员。通过一系列学术组织的成立，凝聚了共识，打造了产业化成套技术，促进了建筑固体废物资源化技术推广。推广应用情况项目成果已在我国25个省、自治区、直辖市推广应用，建成资源化生产线50余条；在美国等境外地区建成资源化生产线；已在许昌等地实现了建筑固体废物资源化率95%以上，社会和环境效益显著。通过6家代表性成果应用单位的财务情况进行汇总，从2014年到2016年共3年时间内，新增产值66778.4万元（约6.68亿元），新增利润13893.08万元（约1.39亿元）。表3 主要应用单位情况应用单位应用技术和应用情况起止时间联系人/电话1. 北京联绿技术集团有限公司资源化处置技术；全过程资源化处置2013-2016年汪恭胜136011759082. 许昌金科资源再生股份有限公司资源化处置技术；产业化应用2013-2016年朱献峰180399950803. 上海山美重型矿山机械股份有限公司分选破碎筛分成套技术；资源化工艺和国产装备2013-2016年刘文林189399677994. 上海元亨利通新型建材有限公司资源化处置技术；多路径再生建材2012-2016年沈亮137952573785. 邯郸全有生态建材有限公司砖混和轻物质分离；再生原料和再生建材2012-2016年寇全有139300518886. 沧州市市政工程股份有限公司“先筛再分后破”技术；再生骨料路用无机混合料2013-2017年刘金艳18231729298主要知识产权证明目录1. 建筑垃圾轻质物分选设备（发明专利：ZL201410132702.5）；2. 一种再生混凝土骨料的强化预处理方法（发明专利：ZL201310485402.0）3. 一种以渣土为主要原料的道路铺筑材料及其制备方法（发明专利：ZL201410354522.1）4. 无机再生混凝土混合料及其制备方法（发明专利：ZL03142200.4）; 5. 一种高活性再生掺和料及其制备方法和应用（发明专利：ZL201310485261.2）6. 建筑垃圾微粉综合稳定土（发明专利：ZL201310487953.0）7. 一种确定再生砖的生产配合比的方法（发明专利：ZL201110002483.5）8. 一种用建筑垃圾复合铁尾矿的道路铺筑材料及其制备方法（发明专利：ZL201410743825.2）9. 一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土（发明专利：ZL 201010251550.2）10. 一种用再生砂制备的干拌砂浆及其制备方法（发明专利：ZL201310082740.X）主要完成人情况“主要完成人情况”摘自“主要完成人情况表”中的部分内容，公示姓名、排名、行政职务、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目贡献。1. 肖建庄（第一完成人），教授，同济大学。完成了再生原料和再生建材的基础性研究；提出了“先筛再分后破”的资源化工艺，并参与研发了资源化成套装备；建立了再生建材多路径应用体系；作为RILEM“再生混凝土结构行为与创新”技术委员会主席，推动了我国建筑固体废物资源化的国际影响。编制了国家标准混凝土用再生粗骨料和混凝土和砂浆用再生细骨料，参编了行业标准再生骨料应用技术规程和道路用建筑垃圾再生骨料无机掺合料。2. 陈家珑（第二完成人），教授，北京建筑大学。完成了北京市项目“建筑垃圾资源化技术在工程中的应用研究”；研发了再生块材和板材的多路径应用，开发出再生古建砖；作为主要完成人之一，编制了国家标准混凝土和砂浆用再生细骨料和混凝土用再生粗骨料，以及行业标准道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料和建筑垃圾再生骨料实心砖；参编了行业标准再生骨料应用技术规程。3. 李秋义（第三完成人），教授，青岛理工大学。提出了适合于我国建筑固体废物资源化管理的配套技术；开发出高品质再生骨料强化设备并获得专利授权；出版了相关专著4部；作为主要完成人之一，编制了国家标准混凝土用再生粗骨料和混凝土和砂浆用再生细骨料；参编了行业规程再生骨料应用技术规程和道路用建筑垃圾再生骨料无机掺合料。4. 李如燕（第四完成人），废弃物资源化国家工程研究中心常务副主任，研究员，昆明理工大学。负责环境评价，提出了在建筑固体废物产生、运输、堆放、资源化处理过程中对大气和地下水影响的环境评价方法；特别是资源化处理过程中矽尘和土壤碱化的污染控制手段。主编了行业标准再生骨料地面砖和透水砖。5. 李福安（第五完成人），总经理（高级经济师），许昌金科资源再生股份有限公司。负责产业化应用与经济评价；参与了建筑固体废物中金属和轻质物的分离分选工艺和配套装备研发；完成了多路径再生建材生产和产业化应用；构建了建筑固体废物资源化全过程的经济评价体系。6. 韩先福（第六完成人），董事长（高级工程师、中国建筑垃圾资源化产业技术创新战略联盟理事长），北京联绿技术集团有限公司。负责资源化一体化工艺技术和产业化应用，主持建设了国内首个建筑固体废物资源一体化工厂项目的工艺方案设计和实施；对建筑固体废物资源化推广、产业化应用和配套管理技术提出建设性意见。7. 杨安民（第七完成人），董事长（工程师），上海山美重型矿山机械股份有限公司。负责装备研发和生产线推广，参与研发出用于建筑固体废物给料和破碎装备，如粗碎型移动破碎站，移动破碎站给料装置、立式冲击破碎机和新型圆锥破碎机等；参与研发用于建筑固体废物分选的装备，如风力物料分离器和轻物质分离器等；参与移动式和固定式建筑固体废物资源化成套装备的技术攻关。实现了资源化装备国产化。8. 孙振平（第八完成人），教授，同济大学。负责再生材料的共性关键技术研究，提出了多路径再生建材工作适用性、力学性能和耐久性能调控方法，优化其在实际工程中的应用途径；参与了再生建材创新化应用的研究工作。9. 王以峰（第九完成人），研究院院长，工程师，北京联绿技术集团有限公司。负责完成了国内首座年产150万吨建筑固体废物资源一体化工厂项目；参与开发渣土资源化新工艺；创新集成了除尘、降噪技术，使工厂生产线完全符合环保要求。10. 李飞（第十完成人），副教授，北京建筑大学。负责产业化全过程管理；提出了再生建材的多路径应用建议；参与了建筑固体废物相关管理技术的研究工作；参编了多项建筑固体废物资源化标准规范。主要完成单位及创新推广贡献1. 同济大学，主持共性关键技术的研发，配合产业化应用的推进。2. 北京建筑大学，主持资源化技术研发和政策的起草制定，支撑资源化产业链的搭建。3. 青岛理工大学，主持基于多路径产业化应用的再生建材研发。4. 北京联绿技术集团有限公司，主持一体化资源化生产线构建和再生建材产业化应用。5. 昆明理工大学，废弃物资源化国家工程研究中心的依托单位，主持建筑固体废物资源化工艺研发和再生建材环境评价。6. 上海山美重型矿山机械股份有限公司，主持资源化配套工艺装备的研发和生产。7. 许昌金科资源再生股份有限公司，主持资源化生产线中试和再生建材产业化经济分析。 完成人合作关系第一完成人肖建庄，作为项目总负责人，负责共性关键技术研究，完成了从建筑拆除、固体废物收集运输、资源化处置、再生建材性能调控，到最后产业化应用的建筑固体废物资源化全过程体系构建，共同获得建材行业科技进步一等奖、教育部科技进步二等奖、上海市科技进步二等奖、上海市科技进步三等奖。第二完成人陈家珑，作为项目分项责任人，主要负责建筑固体废物资源化工艺技术、产业链的搭建与配套政策研究，共同获得建材行业科技进步一等奖、教育部科技进步二等奖。第三完成人李秋义，作为项目分项责任人，主要负责再生建材技术与产业化应用，先后主持了多项国家重大资源化课题，共同获得建材行业科技进步一等奖、教育部科技进步二等奖。第四完成人李如燕，作为项目分项责任人，主要负责再生材料的加工、环境分析与评价，共同获得上海市科技进步三等奖。第五完成人李福安，作为项目分项负责人，主要负责多路径再生建材产业化应用与经济分析，在许昌地区已经实现了95%以上的建筑固体废物资源化利用率，共同获得建材行业科技进步一等奖。第六完成人韩先福，作为项目分项责任人，主要负责资源化项目建设技术和产业化应用，作为共同获得建材行业科技进步一等奖的北京联绿技术集团有限公司董事长，主持国家建筑垃圾资源化产业技术创新战略联盟，是北京联绿技术集团有限公司科技成果的关键完成人之一。第七完成人杨安民，作为项目分项责任人，主要负责资源化工艺装备的研发，负责资源化装备的国产化技术和生产，共同获得建材行业科技进步一等奖。第八完成人孙振平，作为项目实施责任人，主要负责再生建材制备技术，共同获得教育部科技进步二等奖、上海市科技进步二等奖、上海市科技进步三等奖。第九完成人王以峰，作为项目分项责任人，主要负责产业化应用工作的开展，共同获得建材行业科技进步一等奖。第十完成人李飞，作为项目分项责任人，主要负责资源化全过程的管理工作，共同获得建材行业科技进步一等奖。