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日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司
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2023年度青島市科學技術(shù)獎提名公示
一、項目名稱
多源固廢制備低碳混凝土關鍵技術(shù)及其在人工魚礁中的應用
二、提名單位(專家)及提名意見、提名等級
日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司第三參與單位。
我單位認真審閱了該項目推薦書及其附件材料,確認真實有效,相關欄目符合填寫要求。按照要求,我單位及完成人所在單位均進行了公示,無異議。
該項目針對多源固廢制備低碳混凝土人工魚礁關鍵技術(shù)問題,通過理論和試驗研究以及推廣應用,解決了多源固廢材料品質(zhì)提升、低碳混凝土制備及生態(tài)性能提升以及人工魚礁結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化及工程應用等問題,取得了以下科技創(chuàng)新:(1)構(gòu)建了建筑固廢、工業(yè)固廢和海洋固廢高品質(zhì)再生粗骨料、細骨料顆粒整形強化工藝;提出了高活性礦物摻合料機械活化處理技術(shù);創(chuàng)建了再生骨料和再生礦物摻合料質(zhì)量控制標準;(2)構(gòu)建了低碳生態(tài)型混凝土材料組成體系,創(chuàng)建了生態(tài)型混凝土制備技術(shù),實現(xiàn)了混凝土制備降碳減排技術(shù)路徑的新突破和混凝土材料生態(tài)性能的提升;(3)建立3D打印人工魚礁混凝土水化速率和流變性能同步表征技術(shù),揭示3D打印人工魚礁混凝土流變性能與成型質(zhì)量控制的時變機制,實現(xiàn)了高品質(zhì)3D打印人工魚礁混凝土結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化等。
項目獲授權(quán)國家發(fā)明專利9項、實用新型專利 2項,參與編制標準2部,發(fā)表高水平學術(shù)論文20篇,SCI收錄15篇、EI收錄2篇,其中10余篇被《Journal of Cleaner Production》(IF=11.07)、《Additive manufacturing》(IF=10.998)、《Cement and Concrete Composites》(IF=9.93)、《Construction and Building Materials》(IF=7.693)等國際權(quán)威期刊收錄;培養(yǎng)碩士研究生16名。項目相關研究成果現(xiàn)已應用于人工漁礁生產(chǎn)并形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè),每空方人工漁礁生產(chǎn)成本下降15%左右,人工漁礁生產(chǎn)企業(yè)和海洋牧場企業(yè)直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益顯著。人工漁礁生產(chǎn)和海洋牧場應用企業(yè)累計生產(chǎn)投放人工魚礁20萬空方,直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益6000余萬元。多源固廢制備低碳混凝土關鍵技術(shù)在人工漁礁生產(chǎn)和在海洋牧場建設中的應用,產(chǎn)生了顯著的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益。
參照青島市科學技術(shù)獎推薦條件,推薦該項目申報2023年度青島市科學技術(shù)進步獎二等獎。
三、項目簡介
近年來,我國大力發(fā)展海洋牧場,人工魚礁作為海洋牧場建設的基礎,越來越受重視。由于混凝土制品易成型且無毒性,是制備人工魚礁的最常用材料。然而,普通混凝土生物附著效果較差,投放后見效慢、生態(tài)性能不佳。
隨著山東省城鎮(zhèn)化快速發(fā)展,每年產(chǎn)生建筑垃圾超過 1 億噸,其中廢棄混凝土約占 40%,成為制約可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一;同時,鋼渣等工業(yè)固廢使用率不足三成、沿海地區(qū)牡蠣殼等海洋固體廢棄物堆積嚴重影響了生態(tài)環(huán)境。另一方面,隨著生態(tài)保護和節(jié)能減排力度加大,導致2011年至2020年山東各地砂石骨料價格持續(xù)上漲,最高達2 倍以上,粉煤灰等礦物摻合料價格也明顯上揚。因此,將建筑垃圾、鋼渣、牡蠣殼等多源固廢資源化再生利用,變廢為寶,意義重大。
針對固體廢棄物來源復雜、再生骨料均勻性差、再生微粉品質(zhì)低等難題,開發(fā)了廢棄混凝土、鋼渣及牡蠣殼再生粗、細骨料和微粉的全組分再生利用技術(shù),建立了再生材料質(zhì)量控制標準,構(gòu)建了多源固廢低碳混凝土材料組成體系和混凝土制備方法,揭示了3D打印人工魚礁混凝土流變性能與成型質(zhì)量控制的時變機制,實現(xiàn)了高品質(zhì)3D打印人工魚礁混凝土結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化,形成了完整的理論體系與成套技術(shù)。解決了低碳混凝土人工魚礁材料、結(jié)構(gòu)和應用中的關鍵科學與技術(shù)問題,保障了固體廢棄物資源化與高附加值制品安全利用,為實現(xiàn)青島市固廢資源化戰(zhàn)略目標以及海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了重要的科技支撐。
主要技術(shù)創(chuàng)新如下:
(1)創(chuàng)建了廢棄混凝土全再生利用的理論框架:建立了考慮附著砂漿定量影響的再生粗骨料分析模型,重構(gòu)了再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu),提出了降低再生骨料質(zhì)量波動性的加工工藝,研發(fā)了再生微粉深加工技術(shù),實現(xiàn)了廢棄混凝土再生粗骨料、細骨料和微粉的全組分高效利用。
(2)提出了再生混凝土材料的制備和調(diào)控方法:揭示了再生粗骨料、細骨料和微粉對再生混凝土等再生材料性能的影響規(guī)律及其內(nèi)養(yǎng)護機理,提出了再生混凝土短期(早期收縮)和長期性能控制多路徑技術(shù),建立了再生混凝土配合比設計理論與方法,推動了再生混凝土商品化供應。
(3)構(gòu)建了3D打印人工魚礁混凝土組成體系,提升打印結(jié)構(gòu)精度和性能,建立了3D打印人工魚礁混凝土水化速率和流變性能同步表征技術(shù),揭示了3D打印人工魚礁混凝土流變性能與成型質(zhì)量控制的時變機制,實現(xiàn)了高品質(zhì)3D打印人工魚礁混凝土結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化,為3D打印人工魚礁混凝土的進一步應用提供理論基礎。
項目獲授權(quán)國家發(fā)明專利9項、實用新型專利 2項,參與編制標準2部,發(fā)表學術(shù)論文 20 篇( SCI 收錄15篇、 EI 收錄2篇)。
項目相關研究成果現(xiàn)已應用于人工漁礁生產(chǎn)并形成規(guī);a(chǎn)業(yè),每空方人工漁礁生產(chǎn)成本下降15%左右,人工漁礁生產(chǎn)企業(yè)和海洋牧場企業(yè)直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益顯著。人工漁礁生產(chǎn)和海洋牧場應用企業(yè)累計生產(chǎn)投放人工魚礁20萬空方,直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益6000余萬元。多源固廢制備低碳混凝土關鍵技術(shù)在人工漁礁生產(chǎn)和在海洋牧場建設中的應用,產(chǎn)生了顯著的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益。
山東省海洋研究會對項目給予高度評價,認為項目總體達到國內(nèi)領先水平。該項目的推廣,有利于加快青島市建筑業(yè)、工業(yè)、海洋漁業(yè)新舊動能轉(zhuǎn)化,助力美麗青島建設,前景廣闊,突顯社會公益性。
四、主要知識產(chǎn)權(quán)和標準規(guī)范等目錄
知識產(chǎn)權(quán)(標準)類別 |
知識產(chǎn)權(quán)(標準)具體名稱 |
國家 (地區(qū)) |
授權(quán)號(標準編號) |
授權(quán)(標準發(fā)布)日期 |
證書編號(標準批準發(fā)布部門) |
權(quán)利人(標準起草單位) |
發(fā)明人(標準起草人) |
發(fā)明專利(標準)有效狀態(tài) |
國家發(fā)明專利 |
一種制備抗凍型植生生態(tài)混凝土的方法 |
中國 |
ZL201610025106.6 |
2018.06.29 |
2981200 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
全洪珠 |
有效 |
PCT專利 |
Ecological Artificial Reef Concrete Using Multiple Solid Wastes and Preparation Method Thereof |
南非 |
LU500716 |
2022.09.29 |
BL5308 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
全洪珠 |
有效 |
國家發(fā)明專利 |
一種含有改性木粉的3D打印保溫膠凝材料及其制備方法與應用 |
中國 |
ZL202210685438.2 |
2023.02.03 |
5723682 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
陳明旭,李秋義,王亮,岳公冰,郭遠新 |
有效 |
國家發(fā)明專利 |
一種含有木質(zhì)骨料的 3D 打印輕質(zhì)材料及其制備方法與應用 |
中國 |
ZL202210621220.0 |
2023.03.17 |
5788332 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
陳明旭,李秋義,王亮,岳公冰,郭遠新 |
有效 |
國家發(fā)明專利 |
一種再生混凝土加工用集料活性性能改善裝置, |
中國 |
ZL202011137392.8 |
2022.03.22 |
5014062 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
倪松遠,王倩穎 |
有效 |
國家發(fā)明專利 |
一種再生混凝土骨料的改性方法及其混凝土組合物與應用 |
中國 |
ZL202111333523.4 |
2022.07.26 |
5338048 |
青島農(nóng)業(yè)大學;青島青建新型材料集團有限公司;青島青建藍谷新型材料有限公司 |
王亮,王美楠,李秋義,劉桂賓,于琦,陳旭,許冬,李浩然 |
有效 |
國家發(fā)明專利 |
一種含有再生骨料的混凝土及其制備方法與應用 |
中國 |
ZL202210965067.3 |
2023.08.01 |
6200678 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
郭遠新,孔哲,李秋義,岳公冰,王亮 |
有效 |
國家發(fā)明專利 |
一種斜面澆筑植生型生態(tài)再生混凝土防溢出裝置 |
中國 |
ZL202010964353.9 |
2022.01.18 |
4897079 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
郭遠新,孔哲,李秋義 |
有效 |
全-標準
|
生態(tài)型 |
中國 |
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劉紅飛,吳國祥,昊黨中,蔣元海,毛榮良,水中和,全洪珠,李鋒、黃殿武,陳應華,翟冠杰,姜正平,顧芳艇,萬小梅,戶廣族,于洪陽,陳嘉奇,宋字名,桂福坤,郭學武,韓宇棟,何建明,陳勇,丁忠,陶海波,劉剛,李海濤,李艷,沈焱,方建,周先卿,韋華,劉澤,王恩 茂、周健,薛力梨,劉遠祥,宋偉華,韓曉雪,黃磊,陳智豐,鄭芬,蘇照元,張長森,田斌 |
有效 |
山東省工程建設標準 |
再生混凝土配合比設計規(guī)程 |
中國 |
DB37/T5176-2021 |
2021.05.01 |
J15600-2021 |
青島農(nóng)業(yè)大學;山東省建筑科學研究院有限公司 |
李秋義,崔洪濤,郭遠新,蔡貴生,陳際洲,于琦,婁德利,岳公冰,王可,陳勇,潘玉珀,王樹福,肖建莊,李紹純,唐興濱,劉桂賓,孫浩,房海波,張冬,馬靜,李青燦 |
有效 |
五、主要完成人情況
1. 姓名:全洪珠;排名:1/10;技術(shù)職稱:教授;行政職務:副院長(主持工作);工作單位:青島農(nóng)業(yè)大學;完成單位:青島農(nóng)業(yè)大學;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(1)的貢獻是揭示了工業(yè)及海洋固廢再生骨料強化機理,創(chuàng)新了工業(yè)和海洋固廢再生骨料性能提升方法,對創(chuàng)新點(2)貢獻是提出了多源固廢混凝土制備方法;對本項目創(chuàng)新點(3)的貢獻是提出了人工魚礁結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化方法。
2. 姓名:陳明旭;排名:2/10;技術(shù)職稱:教授;行政職務:無;工作單位:青島農(nóng)業(yè)大學;完成單位:青島農(nóng)業(yè)大學;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(2)的貢獻是構(gòu)建了人工魚礁混凝土多源固廢材料組成體系,對創(chuàng)新點(3)貢獻是揭示了3D打印人工魚礁混凝土流變性能與成型質(zhì)量控制的時變機制,建立了3D打印人工魚礁混凝土水化速率和流變性能同步表征技術(shù)。
3. 姓名:倪松遠;排名:3/10;技術(shù)職稱:副教授;行政職務:系主任;工作單位:青島農(nóng)業(yè)大學;完成單位:青島農(nóng)業(yè)大學;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(1)的貢獻是提出了低碳混凝土原材料組成方法,對創(chuàng)新點(2)的貢獻是提出了人工魚礁混凝土低碳制備方法。
4. 姓名:王正華;排名:4/10;技術(shù)職稱:工程師;行政職務:董事長;工作單位:青島三星工程有限公司;完成單位:青島三星工程有限公司;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(1)的貢獻是提出了多源固廢材料分選方法,提出了多源固廢材料質(zhì)量控制標準,對創(chuàng)新點(3)的貢獻是提出了多源固廢混凝土人工魚礁的中試實驗和現(xiàn)場制作方法。
5. 姓名:孔利國;排名:5/10;技術(shù)職稱:工程師;行政職務:執(zhí)行董事兼總經(jīng)理;工作單位:日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司;完成單位:日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(2)貢獻是提出了多源固廢混凝土人工魚礁多因素評價方法;對本項目創(chuàng)新點(3)的貢獻是完善了人工魚礁結(jié)構(gòu)海洋環(huán)境適應性優(yōu)化案。
6. 姓名:王亮;排名:6/10;技術(shù)職稱:副教授;行政職務:無;工作單位:青島農(nóng)業(yè)大學;完成單位:青島農(nóng)業(yè)大學;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(1)的貢獻是提出了高品質(zhì)再生粗骨料、細骨料改性強化方法,促進了再生混凝土組合物的工程應用;對創(chuàng)新點(2)貢獻是揭示了再生骨料海洋生態(tài)混凝土防腐性能的影響機理,創(chuàng)建了高性能固廢基海洋混凝土制備工藝及其自修復技術(shù)。
7. 姓名:趙玉超;排名:7/10;技術(shù)職稱:工程師;行政職務:綜合業(yè)務科副科長;工作單位:日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司;完成單位:日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(2)和創(chuàng)新點(3)貢獻是優(yōu)化了多源固廢混凝土人工魚礁的實驗和中試實驗和現(xiàn)場試驗方法,確保準確高效第評估人工魚礁的生態(tài)性能和海洋環(huán)境適用性。
8. 姓名:郭遠新;排名:8/10;技術(shù)職稱:副教授;行政職務:無;工作單位:青島農(nóng)業(yè)大學;完成單位:青島農(nóng)業(yè)大學;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(1)的貢獻是開發(fā)了建筑固廢高品質(zhì)再生粗骨料、細骨料顆粒整形強化工藝,提出了再生骨料質(zhì)量控制技術(shù);對創(chuàng)新點(2)貢獻是揭示了再生骨料品質(zhì)和摻量對低碳生態(tài)型混凝土性能的影響規(guī)律,創(chuàng)建了低碳生態(tài)型混凝土多路徑利用技術(shù)。
9. 姓名:孟祥斌;排名:9/10;技術(shù)職稱:工程師;行政職務:企業(yè)發(fā)展部負責人;工作單位:日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司;完成單位:日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(2)和創(chuàng)新點(3)貢獻是優(yōu)化了多源固廢混凝土人工魚礁的實驗和中試實驗和現(xiàn)場試驗方法,確保準確高效第評估人工魚礁的生態(tài)性能和海洋環(huán)境適用性。
10. 姓名:王玉寶;排名:10/10;技術(shù)職稱:工程師;行政職務:副總經(jīng)理;工作單位:青島三星工程有限公司;完成單位:青島三星工程有限公司;具體貢獻:對本項目創(chuàng)新點(2)的貢獻是提出了多源固廢人工魚礁混凝土工廠化攪拌技術(shù),優(yōu)化了混凝土配合比,提升了商品化混凝土的經(jīng)濟性。
六、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻
單位名稱 |
青島農(nóng)業(yè)大學 |
排名 |
1 |
|
對本項目應用推廣情況的貢獻: 青島農(nóng)業(yè)大學是本項目的第一完成單位。主要在以下方面取得創(chuàng)新性成果:(1)構(gòu)建了建筑固廢、工業(yè)固廢和海洋固廢高品質(zhì)再生粗骨料、細骨料顆粒整形強化工藝;提出了高活性礦物摻合料機械活化處理技術(shù);創(chuàng)建了再生骨料和再生礦物摻合料質(zhì)量控制標準;(2)構(gòu)建了低碳生態(tài)型混凝土材料組成體系,創(chuàng)建了生態(tài)型混凝土制備技術(shù),實現(xiàn)了混凝土制備降碳減排技術(shù)路徑的新突破和混凝土材料生態(tài)性能的提升;(3)建立3D打印人工魚礁混凝土水化速率和流變性能同步表征技術(shù),揭示3D打印人工魚礁混凝土流變性能與成型質(zhì)量控制的時變機制,實現(xiàn)了高品質(zhì)3D打印人工魚礁混凝土結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化等。該項目研究成果授權(quán)發(fā)明專利8項、實用新型專利2項;獲山東省科技進步獎一等獎1項;參編國家行業(yè)標準《生態(tài)型混凝土魚礁》(JC/T 2603-2021)1件;發(fā)表高水平學術(shù)論文18篇,SCI收錄17篇、EI收錄1篇;培養(yǎng)博士研究生生3名、碩士研究生16名。相關研究成果已應用于海洋牧場并形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè),累計投放人工魚礁5萬余空方,單個海洋牧場建設的人工魚礁成本降低15%左右,節(jié)約成本500余萬元,社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益顯著。 |
||||
單位名稱 |
青島三星工程有限公司 |
排名 |
2 |
|
對本項目應用推廣情況的貢獻: 青島三星工程有限公司有限公司是本項目第二完成單位,主要在以下方面取得創(chuàng)新性成果:提出了多源固廢材料分選方法,提出了多源固廢材料質(zhì)量控制標準;提出了多源固廢混凝土人工魚礁的中試實驗和現(xiàn)場制作方法。 |
單位名稱 |
日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司 |
排名 |
3 |
對本項目應用推廣情況的貢獻: 日照市嵐山區(qū)海洋發(fā)展有限公司是本項目第三完成單位,主要在以下方面取得創(chuàng)新性成果:提出了多源固廢混凝土人工魚礁多因素評價方法;完善了人工魚礁結(jié)構(gòu)海洋環(huán)境適應性優(yōu)化案。 |
七、完成人合作關系說明
項目第一完成人全洪珠教授為第一完成單位該項目的團隊負責人,與本單位成員長期保持合作關系;全洪珠教授與第二、第三參與單位通過技術(shù)開發(fā)方式開展橫向課題合作,并聯(lián)合發(fā)表學術(shù)論文、獲專利授權(quán)等。
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