1、90 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊2022 年“华夏建设科学技术奖”获奖项目（一等奖）建筑垃圾源头减量与高效处置关键技术研究及产业化应用近年来，我国建筑垃圾排放量持续居于高位。2021年全国建筑垃圾产生量超过20亿吨，占城市固体废弃物的40%以上。绿色建筑行动方案（国办发20131号）明确提出“推进建筑废弃物资源化利用”，2022年7月刚发布的 “十四五”全国城市基础设施建设规划提出“2025年城市建筑垃圾综合利用率不低于50%”的目标。张大玉1 李烁2 李飞1 马合生3(1.北京建筑大学，北京 1 0 0 0 4 4 ;2.北京建工资源循环利用有限公
2、司，北京 1 0 0 0 8 3;3.中建生态环境集团有限公司，北京 1 0 0 0 3 7)摘要 项目针对建筑垃圾资源化全产业链的系统性难题，以全面提升城镇建筑垃圾资源化水平为目标，提出了建筑垃圾源头减量规划设计方法，创新研发了适用于多场景需求的高分选率处置工艺和装备技术，构建了道路和市政再生建材产品应用技术及标准化体系，形成覆盖源头产生、中端处置和末端应用等全产业链环节的成套技术成果，引领了建筑垃圾资源化技术水平，为我国建筑垃圾治理和示范提供了重要的技术支撑。关键词 建筑垃圾；源头减量；高效处置Research and Application of Key Technologies in
3、Source Reduction and Efficient Disposal of Construction and Demolition WasteZhang Dayu1,Li Shuo2,Li Fei1,Ma Hesheng 3(1Beijing University of Civil Engineering and Architecture.Beijing,100044；2.BCEG Resources Recycling Co.,Ltd.,Beijing,100083；3.China Construction Eco-environmental Group Co.,Ltd.,Beij
4、ing,100037）Abstract:The project aims to address the systemic challenges of the entire industrial chain of construction and demolition waste(C&D waste)resource utilization,with the goal of comprehensively improving the level of urban C&D waste resource utilization.The project proposes a planning and
5、design method for source reduction of C&D waste,innovatively develops high sorting rate disposal processes and equipment technologies suitable for multiple scenarios,and constructs application technologies and standardization systems for road and municipal recycled building materials products.The co
6、mplete set of technologies was established in the entire industrial chain,including source generation,disposal and application,which has led the level of C&D waste resource utilization technology and provided important technical support for C&D waste management and demonstration in China.Keywords:co
7、nstruction and demolition waste,source reduction,efficient disposal建筑垃圾资源化已成为国家战略和行业共识，但已有研究主要是围绕再生建材产品的制备和应用，亟需通过建筑垃圾资源化全产业链的系统研究，解决源头减量理念和方法缺失、资源化处置端分选除杂工艺装备水平落后、适于大规模推广应用再生建材产品的应用技术及标准体系不完善等问题。因此，针对上述全产业链的系统性难题，项目提出DOI:10.16116/ki.jskj.2023.11.020建设科技 91一 等 奖建筑垃圾源头减量规划设计方法，研发高效处置工艺和装备技术，创新新型再生材料制
8、备及应用技术，构建覆盖源头产生、中端处置和末端应用等全产业链环节的成套技术成果，并进行应用示范。1 贯彻规划、设计、施工的源头减量技术体系1.1 提出建筑垃圾源头减量实施理念和方法首次提出以规划为先导开展建筑垃圾源头减量，将建筑垃圾治理要求纳入规划体系，从城市总规、详细规划及专项规划层面进行引导和管控，为北京、许昌、北票等城市编制了建筑垃圾专项规划，主编CECS标准建筑垃圾处理规划技术导则；开展建筑垃圾减量化设计体系研究，包括外围护系统、节材与材料资源利用、建筑信息模型、装配式建筑设计技术、标准化设计技术、结构加固、临结合技术等多项设计技术，主编完成CECS标准建筑垃圾减量化设计标准，填补国内
9、空白。1.2 研发首台建筑垃圾现场收装吊运专用装备创新研发了适用于建筑垃圾分离式现场收装吊运装备，通过优化勾臂结构和专用的操作系统，实现车体总质量不超过25t，额定载质量大于14t，满载上下箱时间小于60s，较国内同类产品装载时间减少15%，并在武汉华润万象城综合体等多个工地开展应用示范，实现施工现场建筑垃圾“大载重、快吊装”的转运方式支撑无废工地建设。1.3 发明施工现场建筑渣土3D打印关键技术及装备研发了能适应不同类型渣土凝结硬化需求的3D打印无模剂，将打印材料中建筑渣土用量不足30%提高至50%70%、打印成型构件强度超过20MPa；研发具有自主知识产权的多喷头新型3D打印机，实现了加工
10、生产特型、异形建筑非结构制品的工作效率较传统人工施工方式提高5倍以上，解决了传统建筑用3D打印机体积和重量大、转场困难的问题，创新了项目临建阶段工程渣土减排技术（见图1、图2）。2 建筑垃圾高效分选装备及工艺技术2.1 研发振动风力耦合精细化分选技术与系列装备构建不同粒径轻重物料在振动风力场耦合作用下的运动模型，研发基于全密封微负压环境的精细化分选技术，研制具有自主知识产权的系列装备振动风选机、复合分选机、高精度分选机，实现了高含杂率物料中轻质杂物分选效率98.5%以上。2.2 开发适用于柔韧性、硬质性组分高度混杂物料的专用破碎装备设计并研制具有挤压破碎、劈裂和撕扯切断等多重作用的专用双齿辊破
11、碎机，及特殊设置固定刀、锤头并可形成剪切作用的专用锤式破碎机，解决了传统破碎机柔韧物缠绕、钢筋等硬质物卡堵造成的生产连续性低、稳定性差等问题，在我国首例高资源化率装修垃圾上海宝山处置项目中实现应用并稳定运行超两年。2.3 提出并应用针对场景需求的差异化系列成套工艺技术图1 建筑垃圾资源化专项规划技术路线图图2 北京市固定式资源化利用设施规划建设 92 建设科技特 别 关 注The Special Focus“华夏奖”专刊研发了针对短期大量集中产出且成分复杂建筑垃圾的原位处置成套技术，以及针对零散产出建筑垃圾但处理时间紧迫的模块化处置技术，应用于全国20余个项目，实现了拆除垃圾就地利用资源化率9
12、5%以上；研发基于多梯度风选复合工艺的城镇装修垃圾综合处置成套技术，实现了高混杂装修垃圾资源化率85%以上，再生骨料含杂率低于0.3%（国标要求1.0%），装备实现100%国产化（见图3、图4）。图3 风力振动复合力场数值模拟 图4 城镇装修垃圾综合处置工艺及项目示范3 新型建筑垃圾再生材料制备与应用技术体系3.1 创新全断面再生型环保路面结构及应用技术揭示渣土理化特性对底基层路用性能的影响规律，研发水泥稳定渣土类底基层制备及应用技术；发明一种全断面再生型环保路面结构及其筑路工艺，在该路面结构中，再生材料的使用比例达90%以上，每铺筑1m 再生型路面节约建设成本610元，降低CO2排放80kg
13、，实现了建筑垃圾高值化和规模化应用的融合。3.2 创新透水路面结构与功能材料应用技术在优化透水路面结构的基础上，研发了具有环保自洁功能的再生透水型人行道，尾气（NOX）降解率65%以上，油污清洁率达70%；并创新发明了透水路面透水功能修复技术，解决堵塞透水结构修复问题；突破建筑垃圾再生骨料透水混凝土预拌技术，并应用于深圳、庆阳等海绵城市试点建设项目，编制了深圳市建筑废弃物再生产品应用工程技术规程 中建集团海绵城市建设技术标准等标准及工法，规范再生透水结构施工。3.3 构建建筑垃圾资源化利用全产业链标准体系。牵头制定的JC/T 2281道路用建筑垃圾再生骨料无机混合料、JG/T 505-2016
14、建筑垃圾再生骨料实心砖、参编的GB/T 25176混凝土用再生粗骨料、GB/T 25177混凝土和砂浆用再生细骨料、CJJ/T 134建筑垃圾处理技术标准等12部国家/行业标准引领产品质量提升，突破工程应用壁垒，促进产业发展；牵头主编的JC/T 2546固定式建筑垃圾处置技术规程、参编CJJ 134建筑垃圾处理技术标准被全国百余条新建、改扩建建筑垃圾生产线所采用（见图5、图6）。图5 全断面再生型环保路面结构示意 图6 标准体系框架构建4 推广应用本项目成果已在北京、上海、河北、山东、江苏、湖北等全国多个省市推广落地，应用于30余个建筑垃圾处置项目，年处理建筑垃圾2500余万吨。同时，为住建部35个建筑垃圾治理试点城市提供了全面支撑，使典型城市建筑垃圾资源化率达到80%以上，提前实现“十四五”末资源化50%的目标，环境和社会效益显著。C
