建筑固废零外运资源化利用关键技术与应用

2026年度绿色技术创新案例

申报单位：中铁城建集团有限公司

一、案例背景

中铁城建集团有限公司是世界500强企业—中国铁建股份有限公司旗下的城市建设综合服务商，前身为中国人民解放军铁道兵部队。集团总部位于湖南省长沙市，下辖7个工程公司、6个专业公司、15个经营机构；现有员工6000余人，总资产520余亿元，年施工能力超400亿元。集团拥有房建工程总承包特级资质和铁路、市政等各类资质120余项，业务范围涵盖房建、市政、铁路、节能环保等领域，高度重视科技创新驱动与新兴业务培育，将绿色建造、智能建造确立为核心科技创新方向，重点布局城市更新、零碳园区等战略性新兴业务赛道，具备投资、建设、运营全产业链一体化实施能力，经营范围遍及全国以及海外10余个国家和地区。集团先后获鲁班奖、国家优质工程奖等省部级以上工程奖200多项，国家级、省部级等科技奖项20余项。集团本级及9家下属单位获评国家高新技术企业，4家单位获评“专精特新”企业；拥有1个国家级博士后科研工作站、6个省级创新平台、1个研究生联合培养基地‌‌。

针对建筑固废传统外运填埋污染大、制备再生骨料品质低等行业痛点，创建了“原位加工-再生改性-全量利用”的建筑固废零外运资源化利用关键技术体系。研发了固废高效收集、多级破碎除尘、骨料形貌整形、界面化学强化、梯级再生制品制备等成套技术，攻克了再生骨料“高吸水率、高压碎值、高空隙率、低密度”的技术难题，实现了固废从产生到工程应用的全闭环零外运。本技术案例覆盖废弃物资源化、资源再生利用、绿色建筑材料开发三大应用领域，适用于城市拆迁、老旧小区改造、基建工程等场景，有效支撑“无废城市”建设目标落地。

随着我国城镇化进入存量更新阶段，每年产生巨量建筑固废，传统填埋处置方式占用大量土地资源，造成土壤、地下水污染；天然砂石资源过度开采加剧生态破坏，建筑行业面临“建筑固废处置压力陡增+原材料供给紧缺”的双重矛盾。当前国内建筑固废资源化技术主要存在三大核心痛点：一是处置模式粗放，建筑固废多采用外运填埋，运输与填埋成本高；二是再生骨料品质偏低，仅能用于低端回填，高值化利用不足；三是全量消纳难度大，制品单一，难以实现就地全部消纳。

二、主要做法

围绕上述行业痛点，创建“原位加工-再生改性-全量利用”的建筑固废零外运资源化利用关键技术体系，实现建筑固废原位资源化消纳，核心实施内容如下：

（一）创建建筑固废零外运资源化利用体系。集成研发了破碎、筛分、除尘降噪等成套装备，形成了建筑固废“多级破碎—精细筛分—高效除杂”的完整工艺链，助力建筑固废清洁高效加工，奠定了其零外运资源化利用的体系基础。

（二）开展建筑固废再生骨料形貌特征与性能关联研究。采用集料图像测量系统与分形几何理论，建立涵盖圆度、棱角度、球度、表面纹理及分形维数的多参数形态评价体系。相较于天然骨料，再生骨料棱角度增大19.4%–29.7%，球度降低0.97%–6.82%，表面纹理增大13.4%–83.9%，分形维数增大3.1%-6.6%，为骨料品质评价与强化调控提供理论依据。

（三）研发骨料物理整形与界面强化技术和装备。自主研发物理整形和化学强化技术和装备，通过同轴反向击打与颗粒间摩擦作用，剥离骨料表面老砂浆、钝化尖锐棱角，整形后骨料压碎值降低20%以上、吸水率下降15%以上；阐明了火山灰浆液包裹在改善多界面体系的显著优势与作用机制，水泥-硅灰浆液包裹强化最优，再生骨料界面过渡区宽度降低了40.1%~45.6%，显微硬度提升了38%~63%；优选出“物理整形-火山灰浆液包裹”强化方法，强化后再生混凝土的力学与抗渗性能接近天然骨料混凝土，为再生骨料高值化利用提供了技术保障。

（四）提出基于砖骨料含量和需水量比等参数的配合比改进设计方法。针对骨料组分异质性特点，提出基于砖骨料含量与吸水率的再生混凝土配合比改进方法，建立可区分初始损伤与荷载损伤的单轴受压损伤本构模型，研究发现普通配合比下100%取代率时初始损伤变量高达0.309，而附加用水量法仅为0.031，附加用水量制备的再生混凝土初始损伤显著降低；提出基于需水量比与强度比的再生砂浆配合比设计方法，再生细骨料可替代天然砂制备M5级抹灰砂浆，为抹灰砂浆等工程应用提供了设计依据。

（五）开发建筑固废梯级功能制品。根据工程不同部位性能需求，开发了再生透水混凝土、再生道路混凝土、再生水泥稳定基层、再生抹灰砂浆、装配式胎模、再生灰砂砖与构造柱C型砌块等系列制品，实现了粗骨料、细骨料与微粉的全组分梯级消纳。

（六）提升技术创新与组织保障能力。核心技术和装备均为自主研发，突破了再生骨料性能劣化与现场规模化应用的技术瓶颈，再生骨料强化后性能接近天然骨料，整体技术达到了行业领先水平。已加入湖南省建筑垃圾资源化产业联盟，主办了再生混凝土技术交流会等行业活动。与中南大学联合成立了研究生联合培养基地，共享实验室等资源，组建了长沙市固废全资源化技术创新中心等研发平台，为技术创新提供了支撑保障。

三、主要成效

（一）管理与生产效率显著提升。形成标准化现场固废处置流程，单日可处理固废220吨以上，形成了专利、工法、技术标准等二十余项可复制的成套技术成果。

（二）经济效益显著。成功应用于赣深铁路惠州北站、东山湾项目等20余个重大工程，累计实现经济效益近1.48亿元。

（三）社会效益和生态效益突出。实现了建筑固废零外运，得到了各方一致好评。湖南省人大、住建厅齐聚项目开展观摩，为《湖南省绿色建筑发展条例》立法立规树立了样板；湖南省副省长蒋涤非亲临项目现场调研并指示总结推广建筑垃圾资源化利用的先进经验，获得新华网、湖南民生网等多家媒体广泛报道。

（四）知识产权与成果建设成效。已申请授权国家专利26项，其中发明专利9项，涵盖建筑固废破碎、物理整形、化学强化等装备与方法，形成了完整的专利保护集群；共有17项关联专利通过国家知识产权局的专利密集型产品备案（备案号20254300000486.6），2项专利许可合同通过了许可备案，已实现技术成果的市场化转化；发表学术论文8篇，系统揭示了再生骨料形貌特征、界面强化机理与性能演化规律，为技术应用提供了扎实的理论支撑。本案例形成9项核心专利：ZL202410085913.1（一种建筑固废再生骨料物理整形装置及方法）、ZL202410086370.5（一种建筑固废再生混凝土骨料化学强化方法及装置）、ZL202110910877.4（一种建筑垃圾制备混凝土的装置及制备方法）、ZL202110906385.8（一种建筑垃圾混凝土破碎装置及方法）、ZL202010776327.3（一种建筑垃圾资源化利用前期处理生产线）、ZL202410079822.7（一种装配式建筑固废再生混凝土胎模及制备装置）、ZL202311299754.7（一种建筑施工用预制结构加工设备）、ZL202310578037.1（一种建筑预制件生产设备）、ZL202310992101.0（一种建筑施工用预制件浇筑设备），另有多件外围专利覆盖破碎、筛分、除尘、透水混凝土施工等装备与工艺环节。

四、典型意义

本技术体系完整、装备成熟、场景适配性强，已具备大范围应用推广的条件，可应用于城市拆迁、老旧小区改造、基建工程等工程场景。未来进一步融合机器视觉智能分选、碳足迹核算等技术，推动建筑固废资源化从“低端回填”向“高值化工程应用”升级，市场价值显著。

经湖南省建筑业协会组织专家评价，成果总体上达到国际先进水平，获工程建设科学技术进步一等奖、中国铁建科学技术一等奖、中施企协高价值专利一等奖等十余项荣誉。

（本文依据申报单位填报材料整理编写，未对其中数据、事实及表述的真实性、准确性和完整性进行独立核实，相关内容以申报单位填报材料为准）