超碰公开在线免费观看-内射在线成人精品视频播放-伊人久久久大香线蕉综合直播-国产一区二区不卡区-国产成人麻豆亚洲综合无码精品-亚洲精品乱码久久久久久日本-大吊操白虎学生妹逼-深夜小视频福利在线观看-日韩一区二区三区亚洲

客服熱線:0371-56079958 環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)在線客服在線客服

如何將建筑垃圾變成“寶貝”?給廢舊瀝青“補(bǔ)鈣”

2021-10-08來(lái)源:環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)

   日新月異的城市,每一刻都在發(fā)生著變化。

 
  建筑工地上,轟隆隆的機(jī)器塑造著一棟棟高樓大廈;施工路面上,黝黑的瀝青鋪筑出四通八達(dá)的交通新版圖;冶煉車間里,粗礪礦物搖身變成構(gòu)建城市的銅墻鐵壁。與新變化相伴相生的,是快速增長(zhǎng)的各類固體廢棄物垃圾。
 
  而如何將這些垃圾變成“寶貝”,北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院院長(zhǎng)季節(jié)三十多年來(lái)為之鉆研。幾多耕耘,幾多收獲。她的科技成果先后獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)等。
 
  近日,北京市委宣傳部、北京市科協(xié)等部門首次聯(lián)合開展北京最美科技工作者學(xué)習(xí)宣傳活動(dòng),季節(jié)被遴選為2021年北京“最美科技工作者”。
 
  讓更多的無(wú)用之物盡其所用,季節(jié)步履不停。
 
 
季節(jié)(右一)與同事就建筑垃圾再利用進(jìn)行討論。(受訪者供圖)
 
  給廢舊瀝青“補(bǔ)鈣”
 
  1988年,國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告提出,必須加快交通運(yùn)輸發(fā)展。1992年,交通部批準(zhǔn)“五縱七橫”國(guó)道主干線規(guī)劃,總里程3.5萬(wàn)公里。
 
  自此,我國(guó)道路建設(shè)按下快進(jìn)鍵。
 
  四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)將人們的腳步帶向遠(yuǎn)方,其壽命也在風(fēng)吹日曬、歲月侵襲中不斷被損耗。不同等級(jí)的道路壽命不盡相同。一般來(lái)說(shuō),等級(jí)最高的高速公路的使用壽命在12至15年。
 
  2000年前后,我國(guó)第一批投入使用的高速路陸續(xù)迎來(lái)大修。道路大修時(shí),要先鏟除原有的路面,之后再重新鋪筑新的材料——大量的廢舊瀝青混合料由此產(chǎn)生。對(duì)這些壽終正寢的垃圾,傳統(tǒng)的方式是一埋了之,但填埋的弊端漸顯:一方面,可供填埋的空間變得越來(lái)越少;另一方面,直接填埋可能導(dǎo)致土壤和水環(huán)境的污染。
 
  彼時(shí),正在同濟(jì)大學(xué)攻讀博士學(xué)位的季節(jié),敏感地關(guān)注到了廢舊道路材料的再生利用問(wèn)題。當(dāng)時(shí),業(yè)內(nèi)已經(jīng)有了對(duì)這些廢舊材料進(jìn)行再生利用的嘗試,不過(guò)成本十分昂貴,采用的國(guó)外進(jìn)口再生劑價(jià)格每噸在5萬(wàn)元以上;對(duì)于國(guó)內(nèi)每年產(chǎn)生的幾百萬(wàn)噸廢舊瀝青混合料來(lái)說(shuō),這樣的價(jià)格顯然讓再生之路走得頗為艱難。
 
  “中國(guó)的難題,我們一定能用自己的辦法解決好。”季節(jié)默默立下了誓言。
 
  她從根源入手。瀝青為什么會(huì)有“生老病死”?雨打風(fēng)吹、車輛碾軋下,瀝青的哪些性能發(fā)生了改變?季節(jié)打了個(gè)通俗的比方,她將瀝青材料的老化過(guò)程比作人的衰老過(guò)程,“人老了,鈣就會(huì)流失,骨折的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)變大;而紫外線的照射等各種因素,也會(huì)讓瀝青中的芳香酚不斷流失,缺少了這種成分,瀝青就容易變硬變脆,容易裂開,而道路最怕的就是裂縫。”
 
  治療的原理不難:對(duì)癥下藥,缺什么補(bǔ)什么。“人可以提前吃鈣片預(yù)防缺鈣,瀝青也可以提前補(bǔ)點(diǎn)‘再生劑’,使它的性能得以恢復(fù)。”
 
  難的是怎么補(bǔ)。瀝青老化到什么程度要使用再生劑?再生劑中芳香酚材料的最佳比例是多少?再生劑用量如何確定?
 
  攻讀博士學(xué)位的五年,季節(jié)不辭辛勞地奔波在工地與實(shí)驗(yàn)室之間,為的就是找到這些問(wèn)題的答案。
 
  在確定再生劑的配方時(shí),季節(jié)要解決的一大難題就是再生劑與老化瀝青的相容問(wèn)題。“就像我們?cè)谧瞿描F時(shí),肯定是希望奶和咖啡能完美地融合在一起;再生劑只有在和老化瀝青相容時(shí),才能最大限度發(fā)揮作用。”而兩者是否相容,則取決于主要成分芳香酚與不同助劑材料的配合。為此,季節(jié)不僅要在多種助劑中選出最合適的幾種,還要確定不同助劑材料的最佳配比。
 
  “這個(gè)實(shí)驗(yàn)量是非常大的,五年博士沒(méi)干別的,都用來(lái)做實(shí)驗(yàn)了。”季節(jié)解釋,實(shí)驗(yàn)不僅量大,過(guò)程還特別復(fù)雜:首先得從工地上取回路面,將混合料燃燒處理后進(jìn)行抽提,這樣才能得到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的老化瀝青,這一過(guò)程就要花上兩天左右。接下來(lái),她還要為老化瀝青設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)條件,觀察加入再生劑后瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)。“這是一個(gè)反復(fù)試錯(cuò)的過(guò)程,最多的時(shí)候一個(gè)實(shí)驗(yàn)要重復(fù)上百次。”
 
  不同瀝青的老化程度決定了再生劑的使用方式。骨密度測(cè)試可以判斷人的鈣質(zhì)流失程度,瀝青的老化如何判斷?季節(jié)創(chuàng)新性地提出了一套分類體系,通過(guò)黏度、針入度、延度等綜合指標(biāo)為瀝青“把脈”,將其分為輕度、中度和重度等不同老化級(jí)別,通過(guò)使用不同的配方讓其重新煥發(fā)青春容顏。
 
  然而,實(shí)驗(yàn)室的成功并不是終點(diǎn)。從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際落地,還有一段漫長(zhǎng)的路程。
 
  “真正在道路上使用的時(shí)候,我們不可能把瀝青先抽提出來(lái)再加工,而是將混有瀝青、砂石的混合料噴上再生劑,再跟鋪路的新料進(jìn)行混合。”新舊材料摻配的比例是季節(jié)面臨的新問(wèn)題:既要最大化對(duì)原有廢舊混合料加以利用,又不能影響新舊混合料的性能。于是,新一輪的實(shí)驗(yàn)開始了。最終,季節(jié)實(shí)現(xiàn)了廢舊瀝青混合料摻配比例高達(dá)45%以上的技術(shù)突破。這樣一來(lái),鋪路使用的每噸料可以在原有成本基礎(chǔ)上節(jié)約10到15元。
 
  這一成果先后在京沈高速公路輔路大修工程、河北遷曹線大修工程等10余項(xiàng)工程中成功應(yīng)用,后又逐步推廣到全國(guó)10個(gè)省市國(guó)家及省級(jí)重點(diǎn)工程及海外道路工程中,累計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益近2億元。該技術(shù)的推廣應(yīng)用,不僅節(jié)約了成本,還有效降低了北京及周邊地區(qū)對(duì)天然石料資源的開采,對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境、降低大氣污染都起到了推動(dòng)作用。
 
  值得一提的是,季節(jié)不僅讓廢舊瀝青變廢為寶,其“美容”過(guò)程也更加綠色、環(huán)保,而這得益于其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的溫拌再生瀝青技術(shù)。
 
  一般來(lái)說(shuō),瀝青要在150℃至160℃才能流動(dòng)起來(lái),與砂石等進(jìn)行混合,形成鋪筑路面的混合材料。這一過(guò)程需要消耗極大的能量,國(guó)際上一般采用溫拌技術(shù),也就是通過(guò)外加材料使瀝青混合料在降低溫度后也能流動(dòng)起來(lái),以節(jié)省能量損耗。
 
  此前,業(yè)界面臨著溫拌劑種類繁多、作用機(jī)理不清楚、溫拌效果差等多項(xiàng)挑戰(zhàn),季節(jié)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了乳化類、有機(jī)蠟類和廢舊塑料類三大系列溫拌瀝青材料。實(shí)踐顯示,這些材料可使施工溫度降低30℃以上,從而減少二氧化碳排放30%以上、節(jié)能40%以上,打破了國(guó)外產(chǎn)品壟斷我國(guó)市場(chǎng)的局面。
 
 
2019年夏天,季節(jié)(左)對(duì)建筑垃圾處理設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。(受訪者供圖)
 
 
  發(fā)現(xiàn)殘?jiān)鼭撛趦r(jià)值
 
  煤炭,被人們譽(yù)為“黑色的金子”。在適當(dāng)?shù)膲毫Α囟取⒋呋瘎┖蜌錃庾饔孟拢?ldquo;黑色的金子”變身為流動(dòng)的液體燃料,再經(jīng)過(guò)多次反應(yīng)后,成為各類油品,化身現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的“血液”。
 
  煤直接液化技術(shù)作為煤制油技術(shù)的代表,是優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的有效途徑之一。目前,世界上只有我國(guó)具有商業(yè)化生產(chǎn)線,年生產(chǎn)油品達(dá)100萬(wàn)噸。但不可避免的是,這一工藝每年會(huì)帶來(lái)約70萬(wàn)噸的煤直接液化殘?jiān)?/div>
 
  目前,人們對(duì)煤直接液化殘?jiān)幕A(chǔ)性應(yīng)用研究十分有限。事實(shí)上,殘?jiān)鼉?nèi)含有大量的瀝青烯、前瀝青烯等瀝青類物質(zhì),具有用作道路瀝青改性劑得天獨(dú)厚的條件。十多年前,季節(jié)就關(guān)注到殘?jiān)睦脻摿Γ_始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。
 
  正在讀博士二年級(jí)的王哲是團(tuán)隊(duì)成員之一。從讀碩士研究生起,他就跟著季節(jié)在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)不斷探索。他介紹,業(yè)內(nèi)通常以針入度、延度、軟化點(diǎn)三個(gè)維度來(lái)判斷瀝青的性能:針入度反映的是瀝青的軟硬程度和稠度,數(shù)值越小,說(shuō)明瀝青越硬;延度越大,瀝青的可塑性越好;而軟化點(diǎn)則與溫度有關(guān),軟化點(diǎn)越高,瀝青的溫度穩(wěn)定性越好,說(shuō)明瀝青耐熱性越好。
 
  “我們不僅要觀察加入殘?jiān)鬄r青的性能變化,還要觀察加入殘?jiān)蟮臑r青與砂石混合后的性能變化,并確定出最佳的摻量。”王哲說(shuō)。
 
  實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),加入殘?jiān)螅瑸r青的軟化點(diǎn)提高,反映到瀝青混合料上,混合料的高溫性能得到極大改善,“如果高溫性能不佳,路面在溫度升高的情況下容易變軟,車輛經(jīng)過(guò)時(shí)也更容易留下車轍;這一功能的升級(jí)意味著,新的混合料耐車轍的能力更強(qiáng)。”然而,與之相對(duì)的是,加入殘?jiān)蟮臑r青延度并沒(méi)有明顯改善,甚至有一定程度的下降,而這又直接影響了混合料低溫抗開裂能力。
 
  如何在一優(yōu)一劣間尋找到一個(gè)最佳的平衡點(diǎn),讓高低溫性能得以協(xié)同優(yōu)化,團(tuán)隊(duì)成員費(fèi)盡周折。“實(shí)驗(yàn)中涉及到的因素非常多,比如殘?jiān)膿饺肓浚瑸r青加入殘?jiān)蟮姆磻?yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等,都對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響。”王哲說(shuō),有時(shí)候?qū)嶒?yàn)結(jié)果與預(yù)期南轅北轍,那就要推倒重來(lái)。每周一次的例會(huì)上,分析原因、調(diào)整方案是季節(jié)和學(xué)生們的主要議題。
 
  好在經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),最終改性瀝青低溫脆性大、改性瀝青混合料高低溫性能相互牽制等“卡脖子”難題被一一破解。近年來(lái),這一成果在北京、寧夏、重慶、內(nèi)蒙古、山東等10個(gè)省、市、自治區(qū)近500公里的道路工程中應(yīng)用。初步估計(jì),新的混合料可以降低50%以上的車轍,延長(zhǎng)使用壽命40%以上。
 
  團(tuán)隊(duì)對(duì)于煤直接液化殘?jiān)睦貌](méi)有就此止步。將殘?jiān)米鳛r青的改進(jìn)劑,其用量?jī)H為瀝青用量的十分之一左右;對(duì)于龐大的殘?jiān)a(chǎn)出來(lái)說(shuō),這種消耗速度并不“解渴”。
 
  殘?jiān)挠猛具€能不能再拓展?眼下,季節(jié)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)有了新思路:以殘?jiān)鎿Q瀝青混合料中的細(xì)集料。王哲解釋,鋪筑路面的瀝青混合料中,除了瀝青之外,還摻有各種粗細(xì)不等的集料。“煤直接液化殘?jiān)旧砭褪敲禾考庸ず蟮囊环N產(chǎn)物,具有先天的條件和潛力。”至于以細(xì)集料身份“出場(chǎng)”的殘?jiān)瑢?duì)于整個(gè)混合料性能會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響,實(shí)驗(yàn)還在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。
 
  瀝青,有毒,有味兒,是常人避之不及的有害物,季節(jié)卻對(duì)它有著別樣的感情。在她看來(lái),兩者是彼此成就:她研究瀝青,發(fā)現(xiàn)其獨(dú)特的美,喚醒其潛在的價(jià)值;而瀝青也讓她不斷發(fā)現(xiàn)著自己職業(yè)的魅力,給她一方施展才能的舞臺(tái)。
 
  把論文寫在工地上
 
  無(wú)論是道路廢舊材料還是煤直接液化殘?jiān)际枪腆w廢棄物垃圾的一小部分。季節(jié)的眼光看得更遠(yuǎn),視野也更寬廣。于是,更多類別垃圾的再利用進(jìn)入她的研究范圍。
 
  2019年6月,入夏的北京,暑意漸濃。陽(yáng)光最熾烈的日子里,朝陽(yáng)、海淀、延慶、房山……各大建筑工地上,時(shí)不時(shí)會(huì)躍動(dòng)著一個(gè)瘦小的女性身影——季節(jié)正帶著她的學(xué)生試圖為全市的建筑垃圾治理摸清家底,為建筑垃圾的下一步治理提供參考。
 
  據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前建筑垃圾存量高達(dá)200多億噸,且每年還在快速增長(zhǎng)。在季節(jié)看來(lái),這些建筑垃圾是城市建設(shè)的寶藏。她給出一組數(shù)據(jù):使用建筑垃圾制成1.5億塊再生磚,可消耗建筑垃圾40多萬(wàn)噸,減少取土24萬(wàn)立方米,節(jié)約耕地約180畝,同時(shí)可節(jié)約堆放建筑垃圾的土地約80畝,兩項(xiàng)合計(jì)節(jié)約土地260畝;可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤270萬(wàn)噸,減少二氧化碳排放約130萬(wàn)噸。
 
  然而,受法律、法規(guī)等管理體系不完善和技術(shù)水平的限制,北京乃至全國(guó)的建筑垃圾資源化利用率不足40%,遠(yuǎn)低于歐盟發(fā)達(dá)國(guó)家的90%以及日本的97%,并已成為制約我國(guó)城鎮(zhèn)高水平治理體系和治理能力建設(shè)的“絆腳石”。
 
  為此,季節(jié)確定了新的研究課題,就是要為建筑垃圾的再利用畫出藍(lán)圖。
 
  “別看季老師年紀(jì)比我們大,可比起走路速度來(lái),我們這些年輕人還真趕不上。”當(dāng)時(shí)正在讀碩士研究生的王顥翔參與了項(xiàng)目的全過(guò)程,他介紹,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,項(xiàng)目組了解了建筑垃圾從產(chǎn)生到初步處理、運(yùn)輸、回收、資源化利用的整個(gè)過(guò)程,梳理存在的問(wèn)題,根據(jù)垃圾產(chǎn)生量為建筑垃圾處置設(shè)施科學(xué)布局。
 
  每天早上7時(shí)從學(xué)校出發(fā),季節(jié)是領(lǐng)隊(duì),也是司機(jī)。路途最遠(yuǎn)的工地,要連續(xù)開上四五個(gè)小時(shí)的車才能到,下了車她依然精神抖擻。除了工地,垃圾處理點(diǎn)也是項(xiàng)目組關(guān)注的重點(diǎn)。每到一處,季節(jié)不僅要細(xì)細(xì)問(wèn)、認(rèn)真聽(tīng),還會(huì)要求工作人員進(jìn)行垃圾處理的現(xiàn)場(chǎng)演示,了解真實(shí)的處理場(chǎng)景,比較各個(gè)處理廠家儀器設(shè)備的異同。“季老師不只看機(jī)器的參數(shù),而且要看處理的結(jié)果,通過(guò)結(jié)果去反推不同參數(shù)的實(shí)際意義。”一個(gè)細(xì)節(jié)讓王顥翔印象深刻:季節(jié)有時(shí)甚至?xí)H自上手,直接扒拉開垃圾堆查看處理情況。
 
  炎炎烈日、風(fēng)雨雷電都見(jiàn)證了他們的腳步。“整個(gè)暑假黑了一圈,每天的步數(shù)是3萬(wàn)起步,卻是特別有收獲的一個(gè)假期。”王顥翔說(shuō)。
 
  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘,綜合相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù),團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),目前建筑垃圾的處理缺乏頂層設(shè)計(jì),《北京市城市總體規(guī)劃》《北京市環(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)文件中均缺乏建筑垃圾治理專項(xiàng)內(nèi)容。此外,各區(qū)建筑垃圾產(chǎn)生量差別較大,區(qū)域協(xié)調(diào)治理能力欠缺,各部門之間聯(lián)動(dòng)力度不足。建筑垃圾資源化能力參差不齊,導(dǎo)致再生產(chǎn)品質(zhì)量有待提高,消納場(chǎng)處理能力和設(shè)施數(shù)量也存在不足。
 
  根據(jù)北京現(xiàn)有資源化利用廠的分布情況及處理能力,季節(jié)團(tuán)隊(duì)提出,北京可以采用“N+X”即“固定+臨時(shí)”的布局模式:在各區(qū)(除東城區(qū)、西城區(qū)外)分別布置1到2處固定式設(shè)施(N)和臨時(shí)設(shè)施(X),裝修垃圾資源化利用廠與拆除垃圾資源化利用廠要協(xié)同建設(shè)。根據(jù)實(shí)地調(diào)研情況,團(tuán)隊(duì)對(duì)每個(gè)設(shè)施的位置也都進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃。
 
  在今年的北京市“兩會(huì)”上,作為政協(xié)委員的季節(jié)提出建議,為提高建筑垃圾綜合治理水平,北京可率先建立“城鎮(zhèn)固廢處置與資源化利用”科研大平臺(tái),系統(tǒng)研究建筑工程評(píng)價(jià)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、綠色施工、建筑垃圾分類處置、資源化利用、環(huán)境評(píng)估與控制、監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)管控等綠色關(guān)鍵技術(shù),并借助管理政策研究將技術(shù)嵌入整個(gè)城市治理體系,為北京乃至全國(guó)建筑垃圾處置與資源化利用提供技術(shù)支撐。
 
  季節(jié)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)同時(shí)還是住建部全國(guó)35個(gè)建筑垃圾治理試點(diǎn)城市的技術(shù)支撐小組,在為期2年的項(xiàng)目期內(nèi),團(tuán)隊(duì)成員分批、分組深入35個(gè)試點(diǎn)城市,收集與掌握第一手資料,建立了全國(guó)第一個(gè)建筑垃圾數(shù)據(jù)庫(kù)與管理平臺(tái),為全國(guó)建筑垃圾治理工作提供了全方位的科學(xué)保障。
 
  斗轉(zhuǎn)星移,越來(lái)越多“放錯(cuò)了位置的資源”煥發(fā)新生;它們?cè)诿利惖募竟?jié)里恣意綻放,吐露芬芳。

責(zé)任編輯:王子祺
環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:(點(diǎn)擊查看)
向本網(wǎng)編輯提供資訊線索 熱線:0371-56079958 E-mail:ycrusher@126.com
返回環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)首頁(yè)
Ycrusher.com 環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng) Copyright © 2007-
設(shè)為首頁(yè) | 加入收藏 | 廣告合作 | 聯(lián)系方式 | 關(guān)于我們 | 服務(wù)項(xiàng)目 | 網(wǎng)站導(dǎo)航 | 網(wǎng)站建設(shè) | 加盟會(huì)員 | 友情鏈接 | 申請(qǐng)鏈接
業(yè)務(wù)聯(lián)系:(總機(jī))0371-56079958 郵箱: 本站法律顧問(wèn):河南光法律師事務(wù)所
客服QQ:環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)客服:2242538890 2233515786 280327213 技術(shù):環(huán)球破碎機(jī)網(wǎng)技術(shù)支持:497398702 MSN:
軟件著作權(quán):2016SR275876 豫ICP備11007950號(hào) 增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可證:豫B2-20190850 軟件著作權(quán):2016SR275876

豫公網(wǎng)安備 41010502002251號(hào)


掃破碎機(jī)網(wǎng)微信公眾號(hào)-閱讀行業(yè)最新資訊