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萬萬沒想到,對環保貢獻最大的材料居然是瀝青...

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最近政府對于環境保護的要求越來越嚴格,很多污染企業都因為環保問題被限期整改。其實不光污染企業,很多靠近村莊的養豬場都被關停了。

小編堅決支持政府加強環境治理力度,但小編認為僅僅關停污染企業只是環境治理的一方面,還要加強廢舊污染材料的資源化利用。

為此小編進行了一番詳細的調查,結果發現在眾多建筑材料中,對環境保護貢獻最大的材料居然是瀝青

搞了很多年瀝青的你或許不服,這黑乎乎的玩意除了會散發瀝青煙污染環境,跟環保有啥關系?不信那就接著往下看吧。


統計數據顯示,瀝青作為道路和建筑等基礎設施建設的重要材料,每年居然能夠消耗數百萬噸的各種廢舊材料。

說到這里,聰明的你肯定想到橡膠瀝青了。

其實不光膠粉,還有很多廢舊材料能夠添加到瀝青中得到資源化的利用。下面就請各位看官跟隨小編一起來學習一下瀝青能夠消耗掉的廢舊材料吧。

廢舊合成材料篇

廢舊膠粉


據統計,2016年全年中國產生廢舊輪胎3億條左右,重量在1000萬噸以上,數量龐大且易燃的廢舊輪胎給環境和安全帶來了極大的隱患。

廢舊輪胎以往通過填埋、焚燒、再生等方法進行處理,但是輪胎采用高分子材料制成,這些材料的大分子如果分解到不影響土壤中植物生長的程度,則需要數百年,因此填埋不再適用;另外焚燒過程中將釋放大量有機揮發物,對環境造成不可逆的影響,已被明令禁止;還可以通過制備再生膠的方式對廢舊膠粉進行處理,不過使用過的再生膠最終還是要被廢棄到環境中,因此這種方法只能是緩兵之計。如何處理廢舊輪胎成為世界公認的環保難題。

不過幸好,機智過人且具有環保使命感的瀝青技術人員發現,廢舊輪胎磨粉后可以加到瀝青中制備橡膠瀝青,應用在公路路面的修筑中。通過瀝青對于膠粉的包裹作用一方面能夠避免數量龐大的廢舊輪胎對于環境的污染;另外膠粉以20%左右的比例替代石油瀝青能夠節省大量的化石能源,降低成本;最關鍵的是膠粉的加入還能提高瀝青的黏度、改善高溫性能,大幅提高公路的使用壽命!

天津大道建設中應用了大量的膠粉瀝青

目前,廢舊橡膠改性瀝青已經成為改性瀝青的重要組成部分,給環境保護和公路建設作出了巨大的貢獻。在此小編忍不住要給首次研究廢膠粉改性瀝青的前輩Charles MacDonald點個贊!


廢舊塑料


廢舊塑料作為重要化工原料,在帶給人們便利的同時,廢棄后也帶來了巨大的環境問題。據統計僅我國每年廢棄到環境中的一次性飯盒、包裝袋、家電外殼等就有數億噸之多。與廢舊輪胎類似,廢舊塑料的處理也成當前急需解決的問題。

 

 

從組成來說,廢舊塑料主要由PE(聚乙烯)類、PVC(聚氯乙烯)類組成。機智過人且具有環保使命感的瀝青技術人員發現,PE及PVC都是對于瀝青有益的組分,加入瀝青后能夠大幅改善瀝青的高溫穩定性,提高公路路面的抗車轍能力。

但是廢舊塑料在大幅提高瀝青高溫性能的同時,對低溫性能也造成了負面影響。因此單純的塑料改性瀝青的應用受到了一定的限制,廢舊塑料通常以復合改性的形式應用在改性瀝青中,比如市面上諸多價格高昂的復合改性劑中大部分都含有廢舊塑料的成分。

廢舊固體材料篇

建筑垃圾

 

 

隨著我國經濟的迅猛發展,高樓大廈平地而起,ChaiQian帶來的廢舊建筑垃圾也越來越多,這些垃圾主要由廢棄混凝土、磚瓦、陶瓷、玻璃、木材等組成,這些都是不可降解材料,如果直接拋棄將會造成嚴重的環境污染和資源浪費。

技術人員發現,建筑垃圾經過粉碎處理后可以部分滿足《公路瀝青路面施工技術規范》對天然骨料的相關技術要求,能夠很好的代替瀝青混合料中的石料,不但節省了成本,還解決了一大環境問題。

武漢理工大學的孫藝涵、吳少鵬等對成都德濱環保材料公司生產的再生骨料進行了研究,發現利用該再生骨料的空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度、馬歇爾穩定度和流值等設計指標也滿足我國相關規范對天然骨料瀝青混合料的技術要求;同時利用地震建筑廢棄物制備的瀝青混合料的浸水殘留馬歇爾穩定度、凍融劈裂抗拉強度比、動穩定度、最大彎拉應變等性能指標滿足規范對天然骨料瀝青混合料的技術要求,但他們指出,利用建筑廢棄物制備的瀝青混合料的最佳油石比較高,約為8.2%,這將會導致成本的增加。


鋼渣等



鋼渣是鋼鐵冶煉的一類重要副產物,據統計2013年我國粗鋼產量7.79億噸,鋼渣產生量達到1.01億噸,據估計目前我國鋼渣的累積堆存量達15億噸之多。大量的鋼渣被丟棄,占用了大量的土地資源,對環境造成污染。 

武漢理工大學教授吳少鵬研究發現,鋼渣屬于堿性集料,由于鋼渣具有多孔的物理特征,因此與瀝青的粘附性能非常好,非常適合作為生產瀝青混合料的石料使用,目前,該技術已經成功應用在武英高速、漢宜高速、漢鄂高速和光谷四路等道路修筑中。

(鎂渣、錳渣、磷渣與鋼渣類似,暫略)

生活垃圾焚燒灰渣 


我國幅員遼闊,人口眾多,據統計每年將會產生數億噸的生活垃圾(小編表示每天可以貢獻5kg)。大部分生活垃圾均通過焚燒處理。

經過焚燒后,垃圾會有20%的部分殘留在灰渣中,而灰渣主要依靠填埋處理,如果能夠將這部分灰渣利用在瀝青混合料中,將會創造巨大的經濟和社會效益。

灰渣主要由底灰和飛灰組成,比例約為85:15,我國要求分別回收處理。相關研究結果顯示,灰渣可以部分代替瀝青混合料中的集料使用,具有良好的路用性能,但是飛灰中含有較高的重金屬成分,應該引起我們的注意。

不過,好消息是招商局重慶交通科研設計院的技術人員發現,飛灰在瀝青的包裹下,其重金屬浸出種類及浸出毒性大大降低,甚至可以滿足飲用水要求。

遺憾的是,目前生活垃圾焚燒灰渣并未實現大規模的應用,能夠通過公開渠道檢索到的僅僅是南京浦口區在2017年8月修筑了一條試驗路段,而且應用部位是基層,并未在瀝青面層使用。


廢舊液體材料篇

廢舊機油 & 地溝油


經常留意專利和論文的童鞋肯定對廢舊機油不陌生,當然,與他一起出現的還有一個身影“再生劑”。廢舊機油中富含輕質油分,這部分恰好可以彌補老化瀝青的不足之處,起到很好的再生效果。據瀝青新視界統計,超過40%的再生劑專利均涉及廢舊機油組分。 

其實,地溝油與地溝油類似,也經常被當做再生劑的原料,北京建筑大學、武漢理工大學、南京市公路管理處等均進行了諸多嘗試,目前也已經在實體工程中的到了應用。

大開腦洞篇

豬糞

豬糞加到瀝青里?是的,你沒有看錯,就是豬糞!




(此處假裝是一張圖片,不要問我為什么)




美國北卡羅萊納州的科研人員開發出了一種將豬糞應用在瀝青中的技術,其實早在2009年Elham教授就已經開始相關研究了。


研究人員制備的豬糞改性瀝青混凝土試件

 

他們的方法不是將豬糞放在環境中簡單風干,而是將一種特制的溶液和豬糞混合高溫加熱,然后與瀝青按照一定比例進行混合,再進行鋪設,他們發現豬糞在經過加熱和加壓之下,具有良好的穩定性,能夠改善瀝青的路用性能。

豬糞改性瀝青不僅解決了養豬帶來的環保問題,還大幅降低了公路的建設成本,提高了使用壽命,真是厲害了word豬!這下子養豬場的農民伯伯們再也不用擔心環保問題了。小編已經迫不及待的要去推廣這種新型生物瀝青了,現在已經萬事俱備,就差一個程序員了,哦,不,差一個土豪老板,有沒有愿意投資的,趕緊聯系小編吧。


香煙過濾嘴



根據一項數據統計,每年全球生產6萬億支香煙,而香煙所造成的垃圾近120萬噸,其中大多數都為有毒廢物。如何有效的處理這部分垃圾成了科研人員關注的問題,跟如何處理廢舊塑料和廢舊輪胎一樣,他們又雙叒想到瀝青了。


Construction and Building Materials雜志于2017年第153卷刊登了一篇由澳大利亞皇家墨爾本理工大學(RMIT)科學家AbbasMohajerani等發表的一篇論文“Physico-mechanical properties of asphalt concrete incorporated with encapsulated cigarette butts”(摻有包裹煙頭的瀝青混凝土的物理力學性能研究),該研究提出了一種利用廢舊煙頭的方法。


研究人員首先將煙頭放在C170,C320,C600三種不同類型的熱瀝青(150℃)中浸泡5min,然后將不同摻量的裹有瀝青的煙頭摻入由C170瀝青制備的AC類型混合料中,考察其摻量(10公斤/立方米,15公斤/立方米 ,25公斤/立方米)對混合料性能的影響。評價指標為穩定性、流動性、回彈模量、堆積密度、最大密度、空隙率等。

結果發現,摻有10公斤/立方米、15公斤/立方米包裹煙頭的瀝青混合料能夠符合輕,中,重交通條件的要求。同時瀝青還能防止煙頭中的有毒物質進入到環境當中,混合了煙頭的瀝青導熱性能明顯增強,這或許可以緩解城市熱島效應。

一直關注本公眾號的朋友肯定早就看過之前推送的文章不管什么稀奇古怪的東西都能加到瀝青里?這次輪到煙頭了。。。》,趕快點擊鏈接再復習一下吧。


印刷電路板




隨著電子產品更新速度的加快,電子垃圾主要組成部分的印刷電路板(PCB)的廢棄數量也越來越龐大。廢舊PCB對環境造成的污染也引起了各國的關注。在廢舊PCB中,含有鉛、汞、六價鉻等重金屬,以及作為阻燃劑成分的多溴聯苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等有毒化學物質,這些物質在自然環境中,將對地下水、土壤造成巨大污染,給人們的生活和身心健康帶來極大的危害。為了解決PCB的處置問題,華南理工大學、河海大學的研究人員已經在PCB改性瀝青方面進行了諸多嘗試。

華南理工大學的研究人員從研磨成粉狀的廢舊印刷電路板(PCBs)中分離出非金屬成分,利用其作為一種新型瀝青改性劑,將其加入瀝青后發現,隨著非金屬劑量的增加,瀝青的高溫性能有顯著提高。

河海大學的研究人員發現印刷電路板的加入提高了瀝青的高溫性能、低溫性能和感溫性能,卻損害了其抗疲勞性能。隨摻量的增加,改性瀝青的軟化點、粘度和破壞溫度逐漸升高,其感溫性能逐漸變好,而其低溫性能和抗疲勞性能出現了一定程度的降低。同時隨著印刷電路板摻量的增加,其改性瀝青中印刷電路板顆粒的粒徑逐漸變大且不均勻。他們建議,印刷電路板在改性瀝青體系中的最佳摻量不宜超過10%。


結語:看到這里,你是否不得不承認瀝青在環境保護中發揮的巨大作用了?小編作為一個瀝青研究人員,就充滿了深深的自豪感。小編決定,以后別人再問我是干啥的,我再也不說搞瀝青了,咱也是從事環保產業的!另外,豬糞處理設備已經訂好,土豪老板的投資款得抓緊打過來了!

 

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