科创中国

工业固体废弃物（赤泥、煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、尾矿、钢渣等）的无害化、资源化、高掺比综合利用一直是一个世界性难题。随着国家《环境保护税法》于2018年1月的实施，工业固废循环利用的重要性已经上升到前所未有的高度。因此，加快工业固体废弃物的循环利用工作迫在眉睫，而利用工业固废制备建筑材料是国内外公认的大宗消纳固废的最主要途径。

本项目针对赤泥等固废排放和堆积日益增加与资源化利用率过低这一关键矛盾，从资源循环的角度，在基于热液蚀变理论的惰性硅铝矿物活性增强机理、基于多聚合度设计的赤泥-煤矸石基胶凝材料配位理论、以废治废的多种固废复合协同效应理论及在路面基层材料、免烧砖等建筑材料中的应用三个方面进行了系统的研究工作，取得如下创新：

1. 提出了基于“热液蚀变”理论的赤泥煤矸石物料体系硅铝质惰性矿物复合热活化的方法，克服了硅铝质惰性固废胶凝活性差的难题。

2. 开发并应用了胶凝材料的多聚合度物料匹配设计原理，证明了随着硅铝质胶凝材料水化龄期的延长，存在硅对铝的四配位同构效应，解决了赤泥在建材化大宗利用过程中Na+固结的难题。

3. 发现了“多种固废资源的复合协同效应”，并成功应用在赤泥、煤矸石、粉煤灰、高炉渣、脱硫石膏等固废的综合利用工作中，充分利用了不同种固废的特点进行“优势互补”，以多种固废制备出性能优良的路面基层材料、免烧砖等建筑材料。

4. 发明了湿赤泥均化分散新技术，开发了高可靠性、可操作性强的赤泥基路面基层材料、免烧砖等建筑材料的施工工艺，避免了赤泥干燥和脱碱的难题，实现了赤泥等固废在公路路面基层材料、免烧砖等建筑材料中的高掺量和低成本利用，填补了国内外赤泥在路面基层材料、免烧砖等建筑材料中的应用空白。