科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，建筑材料产业在发展却出现了一些喜剧性的现象：一方面，随着生态环境治理力度的加大，混凝土和砂浆所需骨料的天然材料越来越稀缺；另一方面，城市的建筑垃圾日益增多，对环境产生巨大压力。如果我们能将上述两方面的现象进行统一处理，那么，建筑垃圾就不仅是垃圾，而是被放错了地方的“黄金”了。建筑垃圾经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源重新利用，砖、石、混凝土等废料经粉碎后，可以取代天然砂，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆等。这使得建筑垃圾再生具有利用率高、生产成本低、使用范围广、环境与经济效益好的突出优势。

据测算，拆除每平方米民用房屋可产生***吨建筑垃圾。中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上。截至2011年，中国城市固体生活垃圾存量已达70亿吨，可推算建筑垃圾总量为21亿至28亿吨，每年新产生建筑垃圾超过3亿吨。如采取简单的堆放方式处理，每年新增建筑垃圾的处理都将占***亿至2亿平方米用地。中国正处于经济建设高速发展时期，每年不可避免地产生数亿吨建筑垃圾。以500～600吨/万平方米的标准推算，到2020年，我国还将新增建筑面积约300亿平方米，新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。如果不及时处理和利用，必将给社会、环境和资源带来不利影响。研发一种可以循环利用建筑与工业固体废料再生为建筑节能环保的绿色建材砂浆及水泥制品建筑复合砂浆生产配方具备广阔的市场前景。

需解决的主要技术难题

1、不同来源建筑混凝土块的再生料组分的含水量和渣土含量有所不同，而这两则是影响再生砂浆的强度的关键因素，因此需要先进行分拣，人工控制分拣耗时耗力，需要寻找合适的自动化分拣方式来提高效率。

2、简单破碎建筑垃圾再生骨料会出现棱角多、表面粗糙、组分中还含有硬化水泥砂浆，需要对整形制砂设备进行合理优化，尽可能的保证再生砂的粒形好、表面光滑、含粉低的优质再生砂。

3、生产过程中需要多次对建筑废料进行破碎，会产生较多的工业粉尘，严重影响工作环境，在实行封闭全自动生产的过程中需要对生产线设计配备脉冲除尘系统。

4、机喷砂浆的密度与输送力有直接的对应关系。采用不同添加剂的建筑砂浆测得的密度各不相同，可明显影响砂浆的输送力，因此需要进行测试获取适用于机械喷涂的最佳的密度范围。

期望实现的主要技术目标

1、所生产的复合砂浆达到《混凝土和砂浆用再生微粉》（JG/T573-2020）的标准要求。

2、所生产的复合砂浆的抗压强度可达30MPa以上，能够满足生产需求。

3、全自动快速分拣，提高生产效率20%以上。

4、机械化喷涂施工技术具备良好的保水率，保水率保持在90%以上。

实现涂料施工技术从开放式向封闭式，从人工操作到机械化施工的技术升级，大大提高生产效率。

需求解析

解析单位：“科创中国”绿色建材产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2023-09-13

陈雪

桂林电子科技大学

副教授

综合评价

1、目前，部分建筑垃圾经破碎、筛分分级后，主要利用其中的粗骨料配制再生混凝土，而细骨料没有得到很好的利用，再生骨料的利用率很低。因此如何通过再生混凝土块来生产适合的再生细骨料，部分或全部取代天然砂生产再生砂浆，对节省天然砂资源，提高建筑砂浆的绿色化程度，发展循环经济具有非常积极的意义。 2、相比传统手工施工， 机械化施工具有效率高、劳动强度低、工程质量好、环保、材料 损耗少等优点，显示出强有力的市场竞争性，国外的机喷设备及砂浆配方等都有了长足发展，但是国内由于砂浆机械化施工的喷涂 设备对产品的粒型和施工性要求不一且内至今还没有统一的测试和评价机械化喷涂砂浆的方法及其标准，发展滞后，需要展开进一步研究，具备广阔的市场。

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