長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 段維佳

【資料圖】

在河北省建筑科學(xué)研究院有限公司（以下簡稱“河北建研院”）成果展廳內(nèi)，有一份混凝土芯樣，它并不是水泥和砂石的簡單組合，而是采用了鋼渣與礦渣的固廢基膠凝材料。一塊看似普通的建材，無聲詮釋著“變廢為寶”的科技力量。

張廣田在第十二屆砂石骨料行業(yè)科技大會進(jìn)行主題演講。

在工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量日益增加。礦渣、鋼渣、煤矸石、粉煤灰、尾礦砂……這些固體廢物，在河北建研院河北省固廢建材化利用科學(xué)與技術(shù)重點實驗室副主任張廣田眼里，都是放錯位置的“寶貝”，可以回收利用，也可以提煉有價元素，做成新材料。

多年來，張廣田帶領(lǐng)團(tuán)隊從實驗室到工廠反復(fù)打磨技術(shù)，讓尾礦變身砂石，讓廢渣替代水泥，將廢料轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)建材，助力打造綠色低碳示范工程。

“目前，固體廢棄物的‘減量化、資源化、無害化’處理，不僅是一個環(huán)保議題，更關(guān)系到國家生態(tài)文明建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型。”張廣田說，作為科研工作者，要瞄準(zhǔn)行業(yè)上存在的問題，讓科研更好地服務(wù)生產(chǎn)，使產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合。

實驗室課題討論。

張廣田清楚地記得，在保定某砂石產(chǎn)線上，團(tuán)隊面臨行業(yè)難題——選鐵后的硅質(zhì)尾礦因礦物組成特殊，對混凝土外加劑的吸附量遠(yuǎn)高于天然砂?！拔覀兺ㄟ^巖礦分析發(fā)現(xiàn)，尾礦中石英、長石和閃石等硅質(zhì)礦物在破碎后表面存在大量硅氧和鋁氧斷鍵，這些活性位點就像‘磁石’般吸附外加劑分子，導(dǎo)致混凝土在拌合過程中大量減水劑被吸附?！睆垙V田說。

實驗室數(shù)據(jù)顯示，用這種尾礦砂配制的C30混凝土減水劑摻量需增加至少10%，這大大增加了混凝土成本，制約工程應(yīng)用。張廣田帶領(lǐng)團(tuán)隊駐扎生產(chǎn)線三個月，反復(fù)實驗，創(chuàng)新研發(fā)出“硅質(zhì)石粉專用改性劑”，提升抗壓強(qiáng)度，降低混凝土的坍落度損失。在進(jìn)行數(shù)十次試配后，團(tuán)隊成功將減水劑摻量降至與天然砂持平。當(dāng)混凝土試塊28天強(qiáng)度完全滿足設(shè)計要求時，項目經(jīng)理握著檢測報告感嘆：“這技術(shù)讓尾礦砂真正有了用武之地！”

尾礦原石現(xiàn)場調(diào)研。

“吃”進(jìn)去工業(yè)廢料，“吐”出來高端材料。張廣田帶隊研發(fā)“低碳機(jī)制骨料新工業(yè)體系關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”成套技術(shù)，建立完整的尾礦綜合利用體系。開展多固廢協(xié)同利用技術(shù)研究，開發(fā)出可完全替代水泥的固廢基膠凝材料。

固廢基膠凝材料是采用以鋼渣、礦渣、冶金脫硫灰等固體廢棄物為原料，經(jīng)加工磨細(xì)后按一定比例配制成的水硬性膠凝材料。產(chǎn)品具有良好的工作性能和耐久性能，能夠廣泛應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域。近年來，張廣田提出“傳統(tǒng)固廢基膠凝材料優(yōu)化方案”，成功生產(chǎn)出第五代固廢基低碳膠凝材料，碳排放僅為傳統(tǒng)水泥的10%。

在雄安新區(qū)輸變電工程-220kV零碳變電站建設(shè)中，面對低碳建造的需求，張廣田帶領(lǐng)團(tuán)隊采用固廢基膠凝材料與尾礦制備低碳混凝土，通過“梯度激發(fā)-微結(jié)構(gòu)調(diào)控”技術(shù)，在－17℃的施工環(huán)境下，實現(xiàn)了清水混凝土效果，制備的低碳混凝土耐久性完全滿足設(shè)計要求。

尾礦、廢石綜合利用工廠。承德寶通礦業(yè)有限公司吳天來供圖

目前，利用該技術(shù)已在全國建成28條現(xiàn)代化產(chǎn)線，年產(chǎn)能超1000萬噸，近三年累計減少水泥消耗3000萬噸，相當(dāng)于減排二氧化碳2100萬噸，消納固廢4500萬噸。

現(xiàn)在，張廣田仍然奔赴在生產(chǎn)一線和實驗室之間，他將工程實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其團(tuán)隊基于在雄安新區(qū)、北京城市副中心等工程中的技術(shù)成果，牽頭編制國家標(biāo)準(zhǔn)《固廢基膠凝材料》和《固廢基膠凝材料混凝土應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，明確多固廢協(xié)同利用的技術(shù)參數(shù)與混凝土工程應(yīng)用的控制要點。

“目前，京津冀地區(qū)固廢利用還存在提高品質(zhì)、降低成本、減排降碳和補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)鏈等技術(shù)難題 ?！睆垙V田說，“我們要繼續(xù)探索更高效的技術(shù)路徑，優(yōu)化生產(chǎn)流程，進(jìn)一步從科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化層面深化成果。用科技賦予廢料新生，提升建材產(chǎn)品全生命周期的綠色低碳水平，實現(xiàn)生態(tài)價值和經(jīng)濟(jì)價值的雙贏?！?/p>

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