CN102849988B - 一种净化空气的改性沥青混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种净化空气的改性沥青混凝土，包括传统沥青混凝土和电气石；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的10%～40%；所述电气石为电气石粉和/或电气石负离子粉。本发明的改性沥青混凝土净化空气效果显著，能有效净化汽车尾气排放的NO_X、HC化合物、CO等有害气体，同时对吸收温室气体CO₂也有一定效果，能显著改善道路周围环境，该改性沥青混凝土路用性能优良、施工工艺简单、原料无毒无害，对提高沥青路面使用品质和保护环境具有重大社会效益。

Description

一种净化空气的改性沥青混凝土

技术领域

本发明属于道路材料技术领域，具体涉及一种净化空气的改性沥青混凝土。

背景技术

随着汽车数量的激增，汽车尾气造成的环境污染日益严重，道路周围环境不断恶化。汽车尾气的有害成分主要有NO_X、HC化合物、CO、SO₂、颗粒物等，据统计计算，平均每1000辆汽车每天排放的氮氧化合物就达50～100kg，特别是在一些大城市，空气污染物中40%以上的NO_X、80%以上的CO、70%以上的HC化合物都是汽车尾气造成的，因此，治理汽车尾气造成的环境污染对提高道路使用品质和保护环境具有重大意义。

针对汽车尾气净化处理，在道路领域，目前以在沥青混凝土路表面涂布一层净化空气材料的技术为主，该涂料主要是在载体上添加以TiO₂为主的尾气分解催化剂，虽能收获一定功效，但也存在许多问题：（1）由于在实际应用中，空气环境下污染物浓度低，载体上涂布粉体TiO₂有效面积小，接触时间短，光照强度难以保证；（2）催化剂本身量子产率较低等原因，光催化降解的速率较慢，而且会产生许多有害的中间产物，净化效果不明显；（3）使用耐久性差，影响沥青路面使用性能，减缓沥青路面使用寿命；（4）重复利用率低，不可循环再利用，不可回收，可持续性差；（5）影响路面路用性能，易对路面抗滑性、水稳定性等性能造成破坏；（6）增加道路施工工序，造成施工不便，增大施工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种净化空气的改性沥青混凝土。该改性沥青混凝土净化空气效果显著，能有效净化汽车尾气排放的NO_X、HC化合物、CO等有害气体，同时对吸收温室气体CO₂也有一定效果，能显著改善道路周围环境；该改性沥青混凝土路用性能优良、施工工艺简单、原料无毒无害，对提高沥青路面使用品质和保护环境具有重大社会效益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种净化空气的改性沥青混凝土，其特征在于，包括传统沥青混凝土和电气石；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的10%～40%；所述电气石为电气石粉和/或电气石负离子粉。

上述的一种净化空气的改性沥青混凝土，所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青或橡胶改性沥青。

上述的一种净化空气的改性沥青混凝土，还包括蛋白石粉和/或负离子增效剂；所述蛋白石粉的用量不大于传统沥青混凝土中沥青质量的5%；所述负离子增效剂的用量不大于传统沥青混凝土中沥青质量的0.5%；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

上述的一种净化空气的改性沥青混凝土，所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的20%～30%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的1%～4%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.05%～0.2%。

上述的一种净化空气的改性沥青混凝土，所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的25%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的3%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.15%。

本发明的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与传统沥青混凝土材料制备方法相同；具体制备方法为：将加热至140℃～170℃的沥青加入到180℃～200℃的集料（矿料中的集料）中拌和90秒，然后同时加入电气石、蛋白石粉、负离子增效剂和矿粉（矿料中的矿粉），再次拌和90～100秒，再经成型工序即可制得净化空气的改性沥青混凝土。

本发明的具有净化空气功能的改性沥青混凝土材料的施工工艺与传统沥青混凝土施工工艺相同。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的净化空气的改性沥青混凝土，施工工艺与传统沥青混凝土相同，施工简单、方便。

2、本发明的净化空气的沥青混凝土材料，合理利用了电气石的优良特性，电气石具有压电性能、热电性能、永久释放红外线和负离子功能，可有效净化空气中的NO_X、HC化合物、CO等有害气体，同时对吸收温室气体CO₂也有一定效果，显著改善道路环境。另外，添加蛋白石粉能持续释放羟基负离子，添加负离子增效剂可显著增加电气石和蛋白石粉释放负离子的数量，进一步提高本发明改性沥青混凝土净化空气的能力。

3、本发明通过电气石的热电性和压电性，使得沥青在受到外界温度变化或行车荷载作用时，产生电荷，通过能量转换原理将机械能和热能转化为电能，形成静电场，电场的激发作用会进一步提高电气石的负离子释放功能，从而增强电气石的净化空气效果；电气石的远红外线辐射功能可加剧沥青有机分子的运动，提高沥青内部结构稳定性，从而改善沥青混凝土的路用性能；电气石不仅无污染，具有较高的机械化学稳定性，而且不存在饱和极限，可持续使用，重复利用率较高，耐久性强；我国电气石矿产资源量十分丰富，采购方便，利用潜力非常大。

4、本发明的改性沥青混凝土净化空气效果显著，能有效净化汽车尾气排放的NO_X、HC化合物、CO等有害气体，同时对吸收温室气体CO₂也有一定效果，能显著改善道路周围环境，该改性沥青混凝土路用性能优良、施工工艺简单、原料无毒无害，对提高沥青路面使用品质和保护环境具有重大社会效益。

下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石、蛋白石粉和负离子增效剂；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的25%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的3%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.15%；所述沥青为SBS改性沥青；所述电气石是负离子释放量为5000ions的负离子粉；所述蛋白石粉是细度为1250目的天然蛋白石粉；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法为：将加热至140℃～170℃的沥青加入到180℃～200℃的集料（矿料中的集料）中拌和90秒，然后同时加入电气石、蛋白石粉、负离子增效剂和矿粉（矿料中的矿粉），再次拌和90～100秒，再经成型工序即可制得净化空气的改性沥青混凝土。

实施例2

本实施例与实施例1相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBR改性沥青或橡胶改性沥青；所述电气石为电气石粉或电气石粉和电气石负离子粉。

实施例3

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的40%；所述沥青为SBS改性沥青；所述电气石是负离子释放量为8000ions的负离子粉。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与实施例1相同。

实施例4

本实施例与实施例3相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBR改性沥青或橡胶改性沥青；所述电气石为电气石粉或电气石粉和电气石负离子粉；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的10%、15%、20%、25%、30%或35%。

实施例5

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石、蛋白石粉和负离子增效剂；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的20%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的4%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.2%；所述沥青为SBS改性沥青；所述电气石是细度为100目的电气石粉和负离子释放量为10000ions的负离子粉按1∶1的质量比混合的混合物；所述蛋白石粉是细度为800目的天然蛋白石粉；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与实施例1相同。

实施例6

本实施例与实施例5相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBR改性沥青或橡胶改性沥青；所述电气石为电气石粉或电气石负离子粉。

实施例7

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石、蛋白石粉和负离子增效剂；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的30%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的1%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.05%；所述沥青为SBS改性沥青；所述电气石是细度为100目的电气石粉；所述蛋白石粉是细度为1250目的天然蛋白石粉；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与实施例1相同。

实施例8

本实施例与实施例7相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBR改性沥青或橡胶改性沥青；所述电气石为电气石负离子粉或电气石粉和电气石负离子粉。

实施例9

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石和负离子增效剂；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的10%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.5%；所述沥青为SBS改性沥青；所述电气石是负离子释放量为1000ions目的负离子粉；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与实施例1相同。

实施例10

本实施例与实施例9相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBR改性沥青或橡胶改性沥青；所述电气石为电气石粉或电气石粉和电气石负离子粉。

实施例11

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石和蛋白石粉；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的25%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的3%；所述沥青为SBR改性沥青；所述电气石是细度为325目的电气石粉；所述蛋白石粉是细度为800目的天然蛋白石粉。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与实施例1相同。

实施例12

本实施例与实施例11相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青或橡胶改性沥青；所述电气石为电气石负离子粉或电气石粉和电气石负离子粉。

实施例13

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土，是向传统沥青混凝土中添加电气石、蛋白石粉和负离子增效剂；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的25%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的5%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.15%；所述沥青为橡胶改性沥青；所述电气石是细度为1000目的电气石粉；所述蛋白石粉是细度为1250目的天然蛋白石粉；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

本实施例的净化空气的改性沥青混凝土的制备方法与实施例1相同。

实施例14

本实施例与实施例13相同，其中不同之处在于：所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青或SBR改性沥青；所述电气石为电气石负离子粉或电气石粉和电气石负离子粉。

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）对本发明实施例1、3、5、7、9、11和13的改性沥青混凝土进行高温性能、低温性能、水稳定性和净化空气测试试验。

一、路用性能

对实施例1、3、5、7、9、11和13的改性沥青混凝土进行车辙试验、低温小梁弯曲试验（-10℃）、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验，测试沥青混凝土的路用性能，并与不添加电气石和蛋白石粉的普通沥青混凝土的性能进行对比分析，试验结果见表1。

表1路用性能试验结果

从表1可以看出，本发明的改性沥青混凝土的各项路用性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求，其高温性能、低温性能、水稳定性能等指标明显优于普通沥青混凝土，表明本发明沥青混凝土的路用性能优越，电气石和蛋白石粉的添加有利于改善沥青混凝土的路用性能。

二、净化空气试验

采用实施例1、3、5、7、9、11和13的改性沥青混凝土成型车辙板，车辙板尺寸为长30cm，宽30cm，高5cm，分别将7组车辙板放置于密闭的尾气分析设备中，通入汽车尾气，经过一段时间后，采用尾气分析仪测试设备中气体含量的变化，并与不加电气石和蛋白石粉的普通沥青混凝土进行性能对比，分析本发明的改性沥青混凝土的净化空气功效，试验结果如表2所示：

表2改性沥青混凝土的净化空气试验结果

从表2可以看出，普通沥青混凝土不具有净化空气的效果，其试验结果可能是由于试验误差导致。采用本发明的净化空气的改性沥青混凝土能有效净化汽车尾气中NO_X、HC化合物、CO等气体，其中对NO_X的净化效率最为明显，净化比率在73.3%～92.9%之间，对HC化合物的净化比率在16.7%～23.9%之间，对CO₂的净化比率在12.5%～21.4%之间，对CO的净化比率在4.8%～9.8%之间，表明本发明的改性沥青混凝土净化空气效果显著。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种净化空气的改性沥青混凝土，其特征在于，包括传统沥青混凝土和电气石，还包括蛋白石粉和负离子增效剂；所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的20%～30%；所述电气石为电气石粉；所述蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的1%～4%；所述负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.05%～0.2%；所述负离子增效剂为纳米二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的一种净化空气的改性沥青混凝土，其特征在于，所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青或橡胶改性沥青。

3.根据权利要求2所述的一种净化空气的改性沥青混凝土，其特征在于，所述橡胶改性沥青为SBR改性沥青。

4.根据权利要求1所述的一种净化空气的改性沥青混凝土，其特征在于，所述电气石的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的25%，蛋白石粉的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的3%，负离子增效剂的用量为传统沥青混凝土中沥青质量的0.15%。