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本網(wǎng)訊（工程建設學院）近期，我校工程建設學院雷斌教授團隊在固廢利用技術及其環(huán)境效應評價方面取得重要進展。

雷斌教授團隊對多次再生骨料混凝土（Multi-RAC）的三軸力學性能和環(huán)境影響進行了研究，研究結果表明，Multi-RAC的三軸破壞模式與天然骨料混凝土相似。其次，通過方差分析和斯皮爾曼相關性檢驗兩種數(shù)學分析方法共同證明，峰值應力、峰值應變、彈性模量等自變量與橫向圍壓、再生次數(shù)等因變量存在顯著相關性。另外基于多元回歸混合模型，較好預測恒定圍壓和再生次數(shù)下的Multi-RAC的峰值應力、峰值應變和彈性模量的回歸關系。隨后引入循環(huán)再生因子，借助改良的高級非線性彈塑性本構模型，成功預測Multi-RAC的三軸力學性能。對比分析表明，與Mohr-Coulomb、Power-law和William-Warnke等傳統(tǒng)失效準則相比，由彈塑性模式導出的高階非線性失效準則具有更好的適應性，可以正確預測混凝土三軸壓縮下的應力和應變特性。在環(huán)境影響方面，除ODP外，Multi-RAC的所有環(huán)境影響指標（GWP、POCP、AP、EP和CED）都隨著再生次數(shù)的增加而降低，其中CED和EP的降低效果最顯著。

Fig. 2 Graphical abstract

雷斌教授團隊基于生命周期評價（LCA）理論，以節(jié)能潛力（CSP）為評價指標，研究了四種不同的處理策略（即再循環(huán)、再制造、再利用和綜合策略）對各種建筑結構（包括框架、框架-剪力墻、剪力墻和輕鋼結構）的節(jié)能效益。結果表明，與傳統(tǒng)的拆除和垃圾填埋處理方法相比，本研究對結構建筑實施綜合管理策略可減少150.7至246.8 kgCO2-e/m2的碳排放，減碳量是直接填埋碳排放量的11.9-3.8倍。在四種結構中，輕鋼結構的CSP最大，達到73.75%—77.24%，其次是框架－剪力墻結構（42.67%—46.93%）、框架結構（41.19%—45.11%）和剪力墻結構的CSP（39.00%—43.79%）。當建筑使用壽命為50年時，四種結構建筑的所有CSP都顯著增加，此時是對建筑進行解構最合理的方法。

雷斌教授團隊提出了一種生產(chǎn)低碳節(jié)能瀝青混凝土路面的創(chuàng)新技術，以一個具體的工程項目為案例，設計采用磷石膏替代原有水泥穩(wěn)定基層中的部分水泥，用于道路施工的水泥穩(wěn)定磷石膏混合料（CSPM）基層，并采用乳化瀝青冷再生混合料（CRME）取代熱拌瀝青混合料用于下面層的優(yōu)化方案。通過生命周期評估（LCA）評估優(yōu)化方案中各個施工階段的能源消耗、碳排放和環(huán)境影響。結果表明，能耗顯著減少42.5%，碳排放減少12.7%。此外，在材料運輸階段，碎石（CS）和銑刨材料（MPM）對能耗的影響最大。值得注意的是，材料生產(chǎn)階段產(chǎn)生了最顯著的效益，能耗減少了48.0%，碳排放減少了67.5%。優(yōu)化方案有利于再生瀝青路面（RAP）材料和磷石膏的再利用，使礦物用量減少44.3%，石油瀝青減少6.9%。此外，該項技術可減少土地占用16.859m2。

Fig. 3. System boundaries using the LCA method

上述系列成果近期分別在Science of the Toal Environment、Construction and Building Materials（中科院大類一區(qū)，TOP期刊，IF7.4）、Developments in the Built Environment （中科院二區(qū)，IF8.2）、Case Studies in Construction Materials（中科院二區(qū)，IF6.2） 等高水平期刊發(fā)表，并授權發(fā)明專利1項，軟件著作權2項。 成果得到了國家自然科學基金以及企業(yè)聯(lián)合研發(fā)項目經(jīng)費的支持。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171381

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136696

https://doi.org/10.1016/j.dibe.2023.100264

https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03237

編    輯：萬慶蓮

責任編輯：涂金鳳