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本项目由新加坡国立大学广州创新研究院学术带头人、新加坡国立大学土木与环境工程系助理教授耿国庆领衔。作为水泥基材料领域的知名专家，耿国庆助理教授提出利用水泥基材料的胶凝作用对固体废弃灰渣进行固化处理，并将其应用于填海造陆工程场景。团队成员包括博士研究生刘宏阳（新国大广研院博士奖学金获得者）、博士后熊联垚、博士后张哲及博士研究生候选人高誉。

研究以生活垃圾焚烧灰渣为对象，系统探索其在大规模填海造陆工程中的资源化利用路径。当前研究仍在持续推进，后续将重点关注长期力学性能演化规律及大规模施工流程优化等关键问题。

研究背景

随着城市化进程加快、经济持续发展以及人口不断增长，全球固体废弃物产生量持续上升，废弃物管理已成为重要的环境与工程问题。生活垃圾（Municipal Solid Waste, MSW）作为城市居民生活、商业活动及公共服务过程中产生的混合固体废弃物，占全球废弃物总量的重要比例。在人类文明的发展过程中，生活垃圾焚烧处理量持续增长，焚烧灰渣的大规模处置与资源化利用问题日益突出。

与此同时，沿海地区土地资源紧缺，对填海造陆工程的需求不断增加。如何在满足工程安全与环境保护要求的前提下，实现固体废弃物的高效利用，已成为土木工程与环境工程领域的重要研究方向。本研究围绕焚烧灰渣在填海工程中的工程适用性开展系统探索，旨在为沿海土地开发与固废资源化提供技术支撑。

研究亮点

本研究采用胶凝材料固化改性方法，以提升生活垃圾焚烧灰渣的力学性能、抗冲刷能力及长期稳定性。通过将室内试验与现场大尺度试验相结合，系统研究了固化灰渣在填海工程环境下的工程行为，重点包括：

• 系统研究了不同配方条件下水泥基固化焚烧灰渣力学性能随时间演化的发展规律，揭示了其强度增长及结构稳定性形成机制。

  
  

• 分析了水泥固化处理对固化焚烧灰渣流动性能及抗冲刷性能的影响。结合大规模水力填筑施工的目标工作性要求，建立了相应的配比优化设计方法，以实现良好的施工适应性与工程可操作性。

  
  

• 创制了多种新型水泥基固化配方，利用水泥水化产物的胶结与包裹作用实现对焚烧灰渣中重金属的有效固定，并对不同配方条件下的固化效果进行了系统评估，以保障材料在环境安全性与工程适用性方面的综合性能。

除材料性能研究外，项目团队还积极参与工程实施全过程的施工流程设计，包括开挖、破碎、筛分、材料制备、运输及填筑等关键环节，旨在构建高效且技术合理的施工组织方案。目前，已完成开挖、破碎、筛分及材料制备阶段的工程设计工作，为后续的大规模现场工程应用奠定了重要基础。

实验室力学参数研究设备（三轴压缩机）

现场大尺度样品工作性能实验

固体废弃物灰渣固化搅拌站

生产全自动化控制中心

应用场景与合作需求

本研究提出的胶凝固化焚烧灰渣技术适用于沿海地区大规模填海造陆工程、港口与航道基础设施建设、滨海工业园区开发以及海岸防护工程等多类工程场景。该技术能够在满足地基承载与长期化学稳定性要求的同时，实现固体废弃物的资源化利用，具有良好的工程经济效益与环境效益。

固体废弃物灰渣（图中称为CT-MM）浇筑示意图

如有合作意向，欢迎与我们联系：research@nusgrtii.cn

项目负责人介绍

耿国庆助理教授于2017年获得加州大学伯克利分校土木与环境工程系博士学位，主要研究方向为胶凝材料的微观化学与矿物学。他曾获得保罗谢勒研究所（瑞士）博士后奖学金，期间研究混凝土作为建筑材料及放射性废物封装材料的耐久性。自2019年起，耿博士在新加坡国立大学土木与环境工程系领导研究团队，重点关注建筑材料的可持续性、基于性能的设计方法，并致力于预测和提升材料的长期耐久性。他是美国混凝土学会新加坡分会及新加坡混凝土学会的理事，同时也是国际材料与结构研究实验联合会（RILEM）的东亚区域召集人暨技术委员会委员。

向深向远，问道前沿。依托新国大世界级的科研优势与资源，新国大广州创新研究院围绕智慧城市、信息和通讯、电子科技、先进制造、人工智能应用、生物医疗科技和金融科技七大重点领域，遴选了几十位新国大教授、专家担任研究院PI（Principal Investigator，学术带头人），支撑研究院各类跨学科、跨领域研究。

研究院PI负责开展多种研究项目，培养博士生、博士后，组建研发工程师队伍。同时，他们积极联动新加坡与大湾区、广州市、广州市黄埔区的企业和科研院所，聚焦技术难题攻关，加速科研成果转化，推动中新两国的科研创新与实践。我们将持续在本公众号介绍研究院的PI队伍及其代表性研究，欢迎关注和探讨合作！