[发明专利]具有吸附固化汽车尾气中CO2功能的混凝土路面材料，路面及其制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明属于道路建筑材料技术领域，涉及一种基于汽车尾气CO₂吸附固化功能的混凝土路面材料，路面及其制备和应用方法。

背景技术

目前汽柴油是交通运输业的主要燃料，其燃烧后排除大量汽车尾气，而汽车尾气中除含有一些有害物质外，其中含量12％～15％左右的CO₂是造成地球变暖的主要因素，因此汽车尾气是导致地球“温室效应”的重要因素。当前，全世界CO₂的排放量已超过200亿吨，其中汽车排放量约占10％～15％。根据美国的统计数据，美国交通运输部门全年CO₂排放量占全国温室气体排放总量的27％；在欧盟15国，交通运输CO₂排放占所有温室气体排放的21％(不包括国际航空和海运)；而在我国，每年道路运输CO₂排放量则占到了全国石油燃烧CO₂排放总量的20％～30％。由此可见，控制汽车尾气CO₂的排放，已成为减缓全球气候变暖趋势，实现我国在2009哥本哈根气候大会上向世界承诺的减排目标，发展“低碳”经济，实现长期可持续发展的关键问题。

当前，对于汽车尾气排放的治理和净化，采用的技术主要集中在车内净化(包括前处理净化，机内净化，后处理净化)，而尾气排出车外后的治理技术则较少涉及。另一方面，由于汽车一般向车后下方排出尾气，尾气排放出来后则直接接触到公路路面，路面材料则可起到对汽车尾气第一层过滤的作用。而事实上，汽车尾气中CO₂是完全可以与许多固体材料发生化学反应，并生成固体成分，从而达到被吸附和固化的效果。

自然界中，许多无机矿物成分都可与CO₂在常温下发生碳化反应，如碳酸盐岩、硅酸盐岩等；而且，一些人造材料(如水泥、含活性钙、镁等氧化物成分的工业废渣等)也能与CO₂发生碳化反应，生成较为稳定的固体化合物，从而固化CO₂，其固化CO₂的理论量与制备其时释放的CO₂量相等。同时，水泥等人造材料又具有显著的水硬性，可胶结岩石骨料形成一定强度的人造工程材料，如混凝土。因此，通过特殊配合比设计，选取几种与CO₂反应能力较强的无机材料组分，混合制备出满足路用要求的公路路面混凝土，并通过一定的材料构造设计，使之能有效地主动吸收并固化汽车尾气中的CO₂成分，达到减少汽车尾气CO₂排放量的目的。

由此可见，通过材料优选，选出具有优良的固化CO₂功能的多组分材料，进行试配、复合和构造设计，制备出用于公路路面的混凝土材料体系，特别适用于车流量大、尾气排放密集(如红绿灯路口、汽车站、停车场、收费站等)且空气循环较差的公路路段，该材料的研发及制备技术的完善，可大大减少汽车尾气中CO₂的排放，并大量利用工业废渣，具有显著的节能、环保性能。其材料体系配比及核心制备技术的系统研究尚未见报道，其创新性思路、理论及技术具有显著的原创性。同时，通过检索，对于基于汽车尾气CO₂吸附固化功能的混凝土路面材料及其制备技术还未见有公开的相关专利。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种具有汽车尾气CO₂吸附固化功能，同时其性能完全可满足公路路面结构材料要求的混凝土路面材料。

本发明的第二个目的在于提供上述混凝土路面材料制备而成的混凝土路面。

本发明的第三个目的在于提供上述混凝土路面的制备方法。

本发明的第四个目的在于提供上述混凝土路面的应用方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种具有吸附固化汽车尾气中CO₂功能的混凝土路面材料，包括水泥基复合胶凝材料、纤维和玄武岩碎石；所述的水泥基复合胶凝材料为钢渣粉和赤泥中的一种或两种，再加水泥的混合物；所述的纤维为无机纤维；如玄武岩纤维、玻璃纤维等。

所述的水泥基复合胶凝材料优选为钢渣粉、赤泥和水泥三者的混合物；所述的纤维优选为玄武岩纤维。

所述的水泥基复合胶凝材料是质量百分比进一步优选为30％～60％的水泥、20％～50％的钢渣粉和10％～20％的赤泥；所述的玄武岩纤维掺量为水泥基复合胶凝材料体积总量的0.5％～3％；所述的玄武岩碎石掺入量为水泥基复合胶凝材料质量的3～5倍。