CN115433544B - 一种绿色环保道路融雪防滑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绿色环保道路融雪防滑复合材料及其制备方法，以电石渣、硼泥和秸秆灰为原料与醋酸反应制备醋酸盐融雪剂的融雪材料，以颗粒状火山灰为防滑材料，通过溶解‑过滤‑蒸发‑结晶方式获得醋酸盐‑火山灰绿色环保道路融雪防滑复合材料。由于原材料使用了固体废弃物电石渣、硼泥和秸秆灰，因此降低了醋酸盐融雪剂的制备成本。制备所得复合材料颗粒粒径为范围为10mm‑15mm，使用于冬季冰雪路面时，醋酸盐环保融雪剂可以融化冰雪，而颗粒状火山灰则提高了道路上的行车与路面的摩擦系数，起到既可融雪又可防滑的作用。由于所用融雪剂为环保型醋酸盐融雪剂，对道路和道路周围的土壤、植物等危害很小，具有良好的生态环保效应。

Description

一种绿色环保道路融雪防滑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，尤其涉及一种绿色环保路面融雪防滑复合材料及其制备方法。
背景技术
对于处于我国严寒地区的人们来说，冬季道路积雪结冰导致路面附着系数降低，给交通造成了较大的安全隐患，在路上行车困难或发生交通事故屡见不鲜。目前，机械清雪和撒布融雪剂是常用的两种处理措施。机械清雪主要用于城市市政道路。撒布融雪剂主要用于城市周边道路。机械清雪虽然可以铲除大部分积雪，但是清雪后道路表面仍会留有一薄层冰雪导致“暗冰”的形成严重影响道路行驶的车辆安全。除冰盐虽然能快速将冰雪融化为水，但往往融化并不彻底，多数情况下为冰水混合物。车辆在此种道路条件下行驶时与地面摩擦力较小，仍然有很大的安全隐患。另外，目前撒布的多为含氯的除冰盐，大量的氯离子严重危害周围的生态环境。如果撒布太少，则融雪效果较差，不能提高路面摩擦力及行车安全。如果撒布太多，则对周围环境造成较大的危害。因此如何提高行车与冰雪路面间的摩擦系数，提高冰雪路面的行车安全是道路保障部门面临的重大的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种绿色环保道路融雪防滑复合材料及其制备方法，本发明提供的融雪防滑复合材料既可对道路冰雪进行融化，又能提高车辆与路面间的摩擦力，提高冰雪路面行车安全。同时融雪剂对周围的生态环境影响很小。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种绿色环保道路融雪防滑复合材料，包含以下重量份数的组分：
100份电石渣、10-20份煅烧硼泥、5-10份磨细秸秆灰、120份醋酸、300～500份颗粒状火山灰、100份水。
优选地，所述电石渣为电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，电石渣中Ca(OH)2含量大于80％。
优选地，所述硼泥为是生产硼酸、硼砂等产品产生的废渣，其中化学组成中MgO质量分数大于40％。
优选地，所述秸秆灰为生物质电厂燃烧生物质秸秆发电后排放的飞灰，其中K2O质量分数大于5％。
优选地，所述颗粒状火山灰为火山喷发后形成的矿物质颗粒，火山灰颗粒选取粒径范围为10mm-15mm的颗粒状物料。
本发明还提供了上述技术方案所述绿色环保道路融雪防滑复合材料的制备方法，包含以下步骤：
将硼泥在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，然后在空气气氛700℃条件下煅烧2小时，得到煅烧硼泥；
将秸秆灰在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，得到磨细秸秆灰原料；
将所述电石渣、煅烧硼泥、磨细秸秆灰、水按一定配合比混合后倒入带有搅拌器的反应釜中进行机械搅拌2min，得到钙镁初始物料；
将醋酸倒入混合物料中，在90℃条件下搅拌2h，得到醋酸盐初始反应物；
将得到的醋酸盐初始反应物通过过滤，获得含醋酸盐的滤液；
将一定量的颗粒状火山灰加入到所得滤液中，在95℃条件下蒸发结晶，直至水分完全蒸发，得到醋酸盐-火山灰绿色环保道路融雪防滑复合材料。
有益效果：本发明中将工业固体废弃电石渣、硼泥和秸秆灰作为原材料和醋酸反应制备得到的醋酸钙镁融雪剂作为融雪化冰材料。以颗粒状火山灰作为防滑材料，通过融雪化冰材料和防滑材料相结合制备绿色环保道路融雪防滑复合材料。上述复合材料作用于冰雪路面时既能融化附着在道路表面的冰和雪，能在行人或车辆通行过程中通过火山灰状颗粒大大提高路面的摩擦系数，起到防滑的作用。另外，融雪材料成分为醋酸盐有机融雪剂，对周围的生态环境影响很小。本发明主要原材料均为工业固体废弃物，生产原材料成本低廉、制备工艺简单，适用于冬季结冰路面使用，尤其适合在我国北方严寒地区推广应用。
具体实施方式
本发明提供了一种绿色环保道路融雪防滑复合材料，包含以下重量份数的组分：100份电石渣、10-20份硼泥、5-10份秸秆灰、120份醋酸、300～500份颗粒状火山灰、100份水。
本发明还提供了上述技术方案所述一种绿色环保道路融雪防滑复合材料的制备方法，包含以下步骤：
步骤1：将硼泥在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，然后在空气气氛700℃条件下煅烧2小时，得到煅烧硼泥；
步骤2：将秸秆灰在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，得到磨细秸秆灰原料；
步骤3：将电石渣、煅烧硼泥、磨细秸秆灰、水按一定配合比混合后倒入带有搅拌器的反应釜中进行机械搅拌2min，得到钙镁初始物料；
步骤4：将醋酸倒入混合物料中，在90℃条件下搅拌2h，得到醋酸盐初始反应物；
步骤5：将得到的醋酸盐初始反应物通过过滤，获得含醋酸盐的滤液；
步骤6：将一定量的颗粒状火山灰加入到所得滤液中，在95℃条件下蒸发结晶，直至水分完全蒸发，得到醋酸盐-火山灰道路融雪防滑复合材料。
下面结合实施例对本发明提供的一种道路融雪防滑复合材料及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
步骤1：将200Kg硼泥在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，然后在空气气氛700℃条件下煅烧2小时，得到煅烧硼泥；
步骤2：将100Kg秸秆灰在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，得到磨细秸秆灰原料；
步骤3：将100Kg电石渣、10Kg煅烧硼泥、5Kg磨细秸秆灰、100Kg水按一定配合比混合后倒入带有搅拌器的反应釜中进行机械搅拌2min，得到钙镁初始物料；
步骤4：将120Kg醋酸倒入混合物料中，在90℃条件下搅拌2h，得到醋酸盐初始反应物；
步骤5：将得到的醋酸盐初始反应物通过过滤，获得含醋酸盐的滤液；
步骤6：将300Kg的颗粒状火山灰加入到所得滤液中，在95℃条件下蒸发结晶，直至水分完全蒸发，得到醋酸盐-火山灰道路融雪防滑复合材料。
为了对比检验本产品防滑的性能，以轿车在相同的冰雪路面上与电厂炉渣进行防滑性能的比较，所用炉渣为燃煤电厂锅炉排放的颗粒状炉渣。在冰层厚度3mm以上的冰路面，撒布量为220g/m2,以相同的车速80km/h，环境温度-25℃，在撒布后2h时间下测其制动距离，确定本产品与炉渣防滑材料的防滑效果，测试结果见表1。
表1本产品与炉渣防滑效果对比实验结果
试验项目 炉渣 本产品
2h后制动距离/m 35.8 22.8
从测试实验结果来看，本产品的防滑效果要优于炉渣。
实施例2
步骤1：将200Kg硼泥在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，然后在空气气氛700℃条件下煅烧2小时，得到煅烧硼泥；
步骤2：将100Kg秸秆灰在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，得到磨细秸秆灰原料；
步骤3：将100Kg电石渣、20Kg煅烧硼泥、5Kg磨细秸秆灰、100Kg水按一定配合比混合后倒入带有搅拌器的反应釜中进行机械搅拌2min，得到钙镁初始物料；
步骤4：将120Kg醋酸倒入混合物料中，在90℃条件下搅拌2h，得到醋酸盐初始反应物；
步骤5：将得到的醋酸盐初始反应物通过过滤，获得含醋酸盐的滤液；
步骤6：将400Kg的颗粒状火山灰加入到所得滤液中，在95℃条件下蒸发结晶，直至水分完全蒸发，得到醋酸盐-火山灰道路融雪防滑复合材料。
为了对比检验本产品防滑的性能，以轿车在相同的冰雪路面上与电厂炉渣进行防滑性能的比较，所用炉渣为燃煤电厂锅炉排放的颗粒状炉渣。在冰层厚度3mm以上的冰路面，撒布量为220g/m2,以相同的车速80km/h，环境温度-25℃，在撒布后2h时间下测其制动距离，确定本产品与炉渣防滑材料的防滑效果，测试结果见表2。
表2本产品与炉渣防滑效果对比实验结果
试验项目 炉渣 本产品
2h后制动距离/m 35.8 26.2
实施例3
步骤1：将200Kg硼泥在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，然后在空气气氛700℃条件下煅烧2小时，得到煅烧硼泥；
步骤2：将100Kg秸秆灰在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，得到磨细秸秆灰原料；
步骤3：将100Kg电石渣、20Kg煅烧硼泥、10Kg磨细秸秆灰、100Kg水按一定配合比混合后倒入带有搅拌器的反应釜中进行机械搅拌2min，得到钙镁初始物料；
步骤4：将120Kg醋酸倒入混合物料中，在90℃条件下搅拌2h，得到醋酸盐初始反应物；
步骤5：将得到的醋酸盐初始反应物通过过滤，获得含醋酸盐的滤液；
步骤6：将500Kg的颗粒状火山灰加入到所得滤液中，在95℃条件下蒸发结晶，直至水分完全蒸发，得到醋酸盐-火山灰道路融雪防滑复合材料。
为了对比检验本产品防滑的性能，以轿车在相同的冰雪路面上与电厂炉渣进行防滑性能的比较，所用炉渣为燃煤电厂锅炉排放的颗粒状炉渣。在冰层厚度3mm以上的冰路面，撒布量为220g/m2,以相同的车速80km/h，环境温度-25℃，在撒布后2h时间下测其制动距离，确定本产品与炉渣防滑材料的防滑效果，测试结果见表3。
表3本产品与炉渣防滑效果对比实验结果
试验项目 炉渣 本产品
2h后制动距离/m 35.8 28.2
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种绿色环保道路融雪防滑复合材料，其特征在于：道路融雪防滑复合材料的原料是由以下重量份数：100份电石渣、10-20份硼泥、5-10份秸秆灰、120份醋酸、300~500份颗粒状火山灰、100份水的组分组成；
所述电石渣为电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，电石渣中Ca(OH)2含量大于80%；
所述硼泥为是生产硼酸、硼砂产品产生的废渣，其中化学组成中MgO质量分数大于40%；
所述秸秆灰为生物质电厂燃烧生物质秸秆发电后排放的飞灰，其中K2O质量分数大于5%；
所述颗粒状火山灰为火山喷发后形成的矿物质颗粒，火山灰颗粒选取粒径范围为10mm-15mm的颗粒状物料；
所述绿色环保道路融雪防滑复合材料的制备方法包含以下步骤：
将硼泥在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，然后在空气气氛700℃条件下煅烧2小时，得到煅烧硼泥；
将秸秆灰在球磨机内粉磨至通过200目方孔筛，得到磨细秸秆灰原料；
将所述电石渣、煅烧硼泥、磨细秸秆灰、水按重量份数为100份：10-20份：5-10份：100份的配合比混合后倒入带有搅拌器的反应釜中进行机械搅拌2min，得到钙镁初始物料；
将120份醋酸倒入混合物料中，在90℃条件下搅拌2h，得到醋酸盐初始反应物；
将得到的醋酸盐初始反应物通过过滤，获得含醋酸盐的滤液；
将重量份数为300-500份的颗粒状火山灰加入到所得滤液中，在95℃条件下蒸发结晶，直至水分完全蒸发，得到醋酸盐-火山灰绿色环保道路融雪防滑复合材料。
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