一种具有降碳功能的沥青混合料及矿粉与制备方法与流程

本发明属于固废资源化利用，具体涉及一种具有降碳功能的沥青混合料及矿粉与制备方法。

背景技术：

1、随着全球气候变化和环境污染问题日益严重，碳减排已经成为世界各国共同关注的问题。钢铁行业作为高能耗、高排放的行业，其生产过程中产生的钢渣不仅占用大量土地资源，还对环境造成严重污染。按发达国家钢渣应用经验，道路修筑是资源化利用钢渣的重点领域。因此，如何将钢渣固废有效利用，把“固废垃圾”变为“资源宝贝”，实现资源的循环利用和减少碳排放，已成为行业亟待解决的问题。

2、同时，在公路交通行业中，沥青路面由于具有良好的行车舒适性和优异的使用性能而得到广泛的应用。沥青路面在施工过程中需要高温加热拌和，从而产生大量的二氧化碳。为减少碳排放，衍生出了温拌、冷拌冷铺等以降低施工温度为目的的技术，但这些方法仍存在使用成本高、路用性能不佳等不利因素。

3、因此如何克服现有技术的不足是目前本技术领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种具有降碳功能的沥青混合料及矿粉与制备方法，该矿粉具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以有效吸附和固定沥青混合料生产过程中产生的二氧化碳，从而实现碳减排功能。同时还可以赋予矿粉强碱性，提高其与沥青的粘附性，且由于采用钢渣固废材料从而降低成本。本发明的制备方法简单，成本低，易于实现大规模生产。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤(1)，将钢渣进行破碎及筛分，并进行研磨，至沥青混合料用矿粉，得到钢渣基矿粉；

5、步骤(2)，取alcl3·6h2o和mgcl2·6h2o，加入至蒸馏水溶解以形成含有alcl3和mgcl2的溶液，然后将钢渣基矿粉加入到溶液中将溶液完全吸收，并进行搅拌至均匀，得到湿钢渣基矿粉；

6、步骤(3)，将湿钢渣基矿粉于105℃的条件下干燥，后自然冷却至室温，得到冷却物；然后向冷却物中加入质量分数为4％～6％的nh3·h2o溶液，搅拌反应9min-11min，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤后，再于105℃的条件下干燥，得到具有降碳功能的负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉；负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉的al(oh)3负载量为1％～7％，mg(oh)2负载量为1％～7％；

7、步骤(4)，将负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉加入到沥青混合料中，拌合均匀，得到具有降碳功能的沥青混合料；

8、其中，按照质量百分数计，粗集料56％～71％，细集料28％～40％，负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉1％～4％，总计100％，沥青为集料总质量的4％～5％；所述的集料总质量为粗集料和细集料的质量之和。

9、进一步，步骤(1)中，通过磨粉机进行研磨；所述的沥青混合料用矿粉具体为：粒度为＜0.6mm的筛孔通过率为100％，＜0.15mm的筛孔通过率为90％～100％，＜0.075mm的筛孔通过率为75％～100％。

10、进一步，步骤(2)中，蒸馏水和钢渣基矿粉质量比为3.4-3.6:1。

11、进一步，步骤(3)中，nh3·h2o溶液与步骤(2)中使用的蒸馏水的体积比为50:8-12；蒸馏水洗涤次数为2次；洗涤后干燥时长为3h。

12、进一步，步骤(3)中，al(oh)3与mg(oh)2的负载量比例为1:1。

13、进一步，步骤(4)中，粗集料的粒径要求为：4.75mm＜粒径＜26.5mm；细集料的粒径要求为：粒径＜4.75mm。

14、本发明还提供上述具有降碳功能的沥青混合料的制备方法制得的具有降碳功能的负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉。

15、本发明同时提供一种具有降碳功能的负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉的制备方法，包括如下步骤：

16、步骤(1)，将钢渣进行破碎及筛分，并进行研磨，至沥青混合料用矿粉，得到钢渣基矿粉；

17、步骤(2)，取alcl3·6h2o和mgcl2·6h2o，加入至蒸馏水溶解以形成含有alcl3和mgcl2的溶液，然后将钢渣基矿粉加入到溶液中将溶液完全吸收，并进行搅拌至均匀，得到湿钢渣基矿粉；

18、步骤(3)，将湿钢渣基矿粉于105℃的条件下干燥，后自然冷却至室温，得到冷却物；然后向冷却物中加入质量分数为4％～6％的nh3·h2o溶液，搅拌反应9min-11min，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤后，再于105℃的条件下干燥，得到具有降碳功能的负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉；负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉的al(oh)3负载量为1％～7％，mg(oh)2负载量为1％～7％。

19、进一步，步骤(1)中，通过磨粉机进行研磨；所述的沥青混合料用矿粉具体为：粒度为＜0.6mm的筛孔通过率为100％，＜0.15mm的筛孔通过率为90％～100％，＜0.075mm的筛孔通过率为75％～100％。

20、进一步，步骤(2)中，蒸馏水和钢渣基矿粉质量比为3.4-3.6:1。

21、进一步，步骤(3)中，nh3·h2o溶液与步骤(2)中使用的蒸馏水的体积比为50:8-12；蒸馏水洗涤次数为2次；洗涤后干燥时长为3h。

22、进一步，步骤(3)中，al(oh)3与mg(oh)2的负载量比例为1:1。

23、为减少碳排放，目前主要的措施有温拌、冷拌冷铺等方式，其均以降低生产温度为目的。温拌方式比热拌温度降低约30℃，但成本较高；冷拌冷铺可常温施工，但路用性能下降明显，耐久性不足。而本发明开发出了一种具有降碳功能的沥青混合料及矿粉与制备方法，该制备方法简单，操作性强，对生产工艺没有影响，既可以实现钢渣的资源化利用，又可以减少碳排放，这对建设资源节约、环境美好的美丽中国具有重要意义。

24、本发明利用钢渣的多孔吸附特性，将al(oh)3、mg(oh)2负载在钢渣基矿粉上，可有效减少沥青混合料的碳排放，达到“以废治废”的目的。

25、本发明与现有技术相比，其有益效果为：

26、(1)本发明采用钢渣作为载体，实现了钢渣的资源化利用，同时利用钢渣的多孔吸附特性，将al(oh)3、mg(oh)2负载在钢渣基矿粉上，可以有效减少沥青混合料的碳排放。

27、(2)本发明方法简单、操作方便，无需复杂设备，降低了处理成本，易于推广应用，适合大规模生产。

28、(3)本发明能够真正地做到“以废治废”，无污染、成本低、稳定性好，有利于钢渣资源的有效利用和环境保护。

技术特征：

1.一种具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，通过磨粉机进行研磨；所述的沥青混合料用矿粉具体为：粒度为＜0.6mm的筛孔通过率为100%，＜0.15mm的筛孔通过率为90%~100%，＜0.075mm的筛孔通过率为75%~100%。

3.根据权利要求1所述的具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，蒸馏水和钢渣基矿粉质量比为3.4-3.6:1。

4.根据权利要求1所述的具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，nh3×h2o溶液与步骤（2）中使用的蒸馏水的体积比为50:8-12；蒸馏水洗涤次数为2次；洗涤后干燥时长为3h。

5.根据权利要求4所述的具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，al(oh)3与mg(oh)2的负载量比例为1:1。

6.根据权利要求1所述的具有降碳功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，粗集料的粒径要求为：4.75mm＜粒径＜26.5mm；细集料的粒径要求为：粒径＜4.75mm。

7.权利要求1~6任意一项所述的具有降碳功能的沥青混合料的制备方法制得的具有降碳功能的负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉。

8.一种具有降碳功能的负载al(oh)3/mg(oh)2钢渣基矿粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种具有降碳功能的沥青混合料及矿粉与制备方法，属于固废资源化利用技术领域。该方法包括钢渣基矿粉的制备、湿钢渣基矿粉的制备、具有降碳功能的负载Al(OH)<subgt;3</subgt;/Mg(OH)<subgt;2</subgt;钢渣基矿粉的制备以及具有降碳功能的沥青混合料的制备几大步骤。本发明利用钢渣的多孔吸附特性，将Al(OH)<subgt;3</subgt;、Mg(OH)<subgt;2</subgt;负载在钢渣基矿粉上，可有效减少沥青混合料的碳排放，达到以废治废的目的。技术研发人员：李晓龙,贾敬鹏,蔡春兵,白丛启,杜辉,陈德恩,陈龙江,吴思泽,李兴舰,杨小丁,刘畅,黎春燕受保护的技术使用者：云南省公路科学技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/13