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万万没想到,对环保贡献最大的材料居然是沥青...

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最近政府对于环境保护的要求越来越严格,很多污染企业都因为环保问题被限期整改。其实不光污染企业,很多靠近村庄的养猪场都被关停了。

小编坚决支持政府加强环境治理力度,但小编认为仅仅关停污染企业只是环境治理的一方面,还要加强废旧污染材料的资源化利用。

为此小编进行了一番详细的调查,结果发现在众多建筑材料中,对环境保护贡献最大的材料居然是沥青

搞了很多年沥青的你或许不服,这黑乎乎的玩意除了会散发沥青烟污染环境,跟环保有啥关系?不信那就接着往下看吧。


统计数据显示,沥青作为道路和建筑等基础设施建设的重要材料,每年居然能够消耗数百万吨的各种废旧材料。

说到这里,聪明的你肯定想到橡胶沥青了。

其实不光胶粉,还有很多废旧材料能够添加到沥青中得到资源化的利用。下面就请各位看官跟随小编一起来学习一下沥青能够消耗掉的废旧材料吧。

废旧合成材料篇

废旧胶粉


据统计,2016年全年中国产生废旧轮胎3亿条左右,重量在1000万吨以上,数量庞大且易燃的废旧轮胎给环境和安全带来了极大的隐患。

废旧轮胎以往通过填埋、焚烧、再生等方法进行处理,但是轮胎采用高分子材料制成,这些材料的大分子如果分解到不影响土壤中植物生长的程度,则需要数百年,因此填埋不再适用;另外焚烧过程中将释放大量有机挥发物,对环境造成不可逆的影响,已被明令禁止;还可以通过制备再生胶的方式对废旧胶粉进行处理,不过使用过的再生胶最终还是要被废弃到环境中,因此这种方法只能是缓兵之计。如何处理废旧轮胎成为世界公认的环保难题。

不过幸好,机智过人且具有环保使命感的沥青技术人员发现,废旧轮胎磨粉后可以加到沥青中制备橡胶沥青,应用在公路路面的修筑中。通过沥青对于胶粉的包裹作用一方面能够避免数量庞大的废旧轮胎对于环境的污染;另外胶粉以20%左右的比例替代石油沥青能够节省大量的化石能源,降低成本;最关键的是胶粉的加入还能提高沥青的黏度、改善高温性能,大幅提高公路的使用寿命!

天津大道建设中应用了大量的胶粉沥青

目前,废旧橡胶改性沥青已经成为改性沥青的重要组成部分,给环境保护和公路建设作出了巨大的贡献。在此小编忍不住要给首次研究废胶粉改性沥青的前辈Charles MacDonald点个赞!


废旧塑料


废旧塑料作为重要化工原料,在带给人们便利的同时,废弃后也带来了巨大的环境问题。据统计仅我国每年废弃到环境中的一次性饭盒、包装袋、家电外壳等就有数亿吨之多。与废旧轮胎类似,废旧塑料的处理也成当前急需解决的问题。

 

 

从组成来说,废旧塑料主要由PE(聚乙烯)类、PVC(聚氯乙烯)类组成。机智过人且具有环保使命感的沥青技术人员发现,PE及PVC都是对于沥青有益的组分,加入沥青后能够大幅改善沥青的高温稳定性,提高公路路面的抗车辙能力。

但是废旧塑料在大幅提高沥青高温性能的同时,对低温性能也造成了负面影响。因此单纯的塑料改性沥青的应用受到了一定的限制,废旧塑料通常以复合改性的形式应用在改性沥青中,比如市面上诸多价格高昂的复合改性剂中大部分都含有废旧塑料的成分。

废旧固体材料篇

建筑垃圾

 

 

随着我国经济的迅猛发展,高楼大厦平地而起,ChaiQian带来的废旧建筑垃圾也越来越多,这些垃圾主要由废弃混凝土、砖瓦、陶瓷、玻璃、木材等组成,这些都是不可降解材料,如果直接抛弃将会造成严重的环境污染和资源浪费。

技术人员发现,建筑垃圾经过粉碎处理后可以部分满足《公路沥青路面施工技术规范》对天然骨料的相关技术要求,能够很好的代替沥青混合料中的石料,不但节省了成本,还解决了一大环境问题。

武汉理工大学的孙艺涵、吴少鹏等对成都德滨环保材料公司生产的再生骨料进行了研究,发现利用该再生骨料的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度和流值等设计指标也满足我国相关规范对天然骨料沥青混合料的技术要求;同时利用地震建筑废弃物制备的沥青混合料的浸水残留马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度比、动稳定度、最大弯拉应变等性能指标满足规范对天然骨料沥青混合料的技术要求,但他们指出,利用建筑废弃物制备的沥青混合料的最佳油石比较高,约为8.2%,这将会导致成本的增加。


钢渣等



钢渣是钢铁冶炼的一类重要副产物,据统计2013年我国粗钢产量7.79亿吨,钢渣产生量达到1.01亿吨,据估计目前我国钢渣的累积堆存量达15亿吨之多。大量的钢渣被丢弃,占用了大量的土地资源,对环境造成污染。 

武汉理工大学教授吴少鹏研究发现,钢渣属于碱性集料,由于钢渣具有多孔的物理特征,因此与沥青的粘附性能非常好,非常适合作为生产沥青混合料的石料使用,目前,该技术已经成功应用在武英高速、汉宜高速、汉鄂高速和光谷四路等道路修筑中。

(镁渣、锰渣、磷渣与钢渣类似,暂略)

生活垃圾焚烧灰渣 


我国幅员辽阔,人口众多,据统计每年将会产生数亿吨的生活垃圾(小编表示每天可以贡献5kg)。大部分生活垃圾均通过焚烧处理。

经过焚烧后,垃圾会有20%的部分残留在灰渣中,而灰渣主要依靠填埋处理,如果能够将这部分灰渣利用在沥青混合料中,将会创造巨大的经济和社会效益。

灰渣主要由底灰和飞灰组成,比例约为85:15,我国要求分别回收处理。相关研究结果显示,灰渣可以部分代替沥青混合料中的集料使用,具有良好的路用性能,但是飞灰中含有较高的重金属成分,应该引起我们的注意。

不过,好消息是招商局重庆交通科研设计院的技术人员发现,飞灰在沥青的包裹下,其重金属浸出种类及浸出毒性大大降低,甚至可以满足饮用水要求。

遗憾的是,目前生活垃圾焚烧灰渣并未实现大规模的应用,能够通过公开渠道检索到的仅仅是南京浦口区在2017年8月修筑了一条试验路段,而且应用部位是基层,并未在沥青面层使用。


废旧液体材料篇

废旧机油 & 地沟油


经常留意专利和论文的童鞋肯定对废旧机油不陌生,当然,与他一起出现的还有一个身影“再生剂”。废旧机油中富含轻质油分,这部分恰好可以弥补老化沥青的不足之处,起到很好的再生效果。据沥青新视界统计,超过40%的再生剂专利均涉及废旧机油组分。 

其实,地沟油与地沟油类似,也经常被当做再生剂的原料,北京建筑大学、武汉理工大学、南京市公路管理处等均进行了诸多尝试,目前也已经在实体工程中的到了应用。

大开脑洞篇

猪粪

猪粪加到沥青里?是的,你没有看错,就是猪粪!




(此处假装是一张图片,不要问我为什么)




美国北卡罗莱纳州的科研人员开发出了一种将猪粪应用在沥青中的技术,其实早在2009年Elham教授就已经开始相关研究了。


研究人员制备的猪粪改性沥青混凝土试件

 

他们的方法不是将猪粪放在环境中简单风干,而是将一种特制的溶液和猪粪混合高温加热,然后与沥青按照一定比例进行混合,再进行铺设,他们发现猪粪在经过加热和加压之下,具有良好的稳定性,能够改善沥青的路用性能。

猪粪改性沥青不仅解决了养猪带来的环保问题,还大幅降低了公路的建设成本,提高了使用寿命,真是厉害了word猪!这下子养猪场的农民伯伯们再也不用担心环保问题了。小编已经迫不及待的要去推广这种新型生物沥青了,现在已经万事俱备,就差一个程序员了,哦,不,差一个土豪老板,有没有愿意投资的,赶紧联系小编吧。


香烟过滤嘴



根据一项数据统计,每年全球生产6万亿支香烟,而香烟所造成的垃圾近120万吨,其中大多数都为有毒废物。如何有效的处理这部分垃圾成了科研人员关注的问题,跟如何处理废旧塑料和废旧轮胎一样,他们又双叒想到沥青了。


Construction and Building Materials杂志于2017年第153卷刊登了一篇由澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)科学家AbbasMohajerani等发表的一篇论文“Physico-mechanical properties of asphalt concrete incorporated with encapsulated cigarette butts”(掺有包裹烟头的沥青混凝土的物理力学性能研究),该研究提出了一种利用废旧烟头的方法。


研究人员首先将烟头放在C170,C320,C600三种不同类型的热沥青(150℃)中浸泡5min,然后将不同掺量的裹有沥青的烟头掺入由C170沥青制备的AC类型混合料中,考察其掺量(10公斤/立方米,15公斤/立方米 ,25公斤/立方米)对混合料性能的影响。评价指标为稳定性、流动性、回弹模量、堆积密度、最大密度、空隙率等。

结果发现,掺有10公斤/立方米、15公斤/立方米包裹烟头的沥青混合料能够符合轻,中,重交通条件的要求。同时沥青还能防止烟头中的有毒物质进入到环境当中,混合了烟头的沥青导热性能明显增强,这或许可以缓解城市热岛效应。

一直关注本公众号的朋友肯定早就看过之前推送的文章不管什么稀奇古怪的东西都能加到沥青里?这次轮到烟头了。。。》,赶快点击链接再复习一下吧。


印刷电路板




随着电子产品更新速度的加快,电子垃圾主要组成部分的印刷电路板(PCB)的废弃数量也越来越庞大。废旧PCB对环境造成的污染也引起了各国的关注。在废旧PCB中,含有铅、汞、六价铬等重金属,以及作为阻燃剂成分的多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等有毒化学物质,这些物质在自然环境中,将对地下水、土壤造成巨大污染,给人们的生活和身心健康带来极大的危害。为了解决PCB的处置问题,华南理工大学、河海大学的研究人员已经在PCB改性沥青方面进行了诸多尝试。

华南理工大学的研究人员从研磨成粉状的废旧印刷电路板(PCBs)中分离出非金属成分,利用其作为一种新型沥青改性剂,将其加入沥青后发现,随着非金属剂量的增加,沥青的高温性能有显著提高。

河海大学的研究人员发现印刷电路板的加入提高了沥青的高温性能、低温性能和感温性能,却损害了其抗疲劳性能。随掺量的增加,改性沥青的软化点、粘度和破坏温度逐渐升高,其感温性能逐渐变好,而其低温性能和抗疲劳性能出现了一定程度的降低。同时随着印刷电路板掺量的增加,其改性沥青中印刷电路板颗粒的粒径逐渐变大且不均匀。他们建议,印刷电路板在改性沥青体系中的最佳掺量不宜超过10%。


结语:看到这里,你是否不得不承认沥青在环境保护中发挥的巨大作用了?小编作为一个沥青研究人员,就充满了深深的自豪感。小编决定,以后别人再问我是干啥的,我再也不说搞沥青了,咱也是从事环保产业的!另外,猪粪处理设备已经订好,土豪老板的投资款得抓紧打过来了!