磷石膏作为磷矿附属产物,是工业固废的一种,污染严重、处理难度大、堆存量持续增加,成为了令人头痛的难题。在此背景下,通过路用复合改性磷石膏技术将磷石膏应用到公路建设中,为磷石膏的堆存消耗开辟出一条新途径,可实现磷石膏的高效高附加值应用,使磷石膏摆脱“废物”的标签,实现变“废”为“宝”的华丽变身。本期交通科技月月谈邀请到四川省交通设计院公司路面结构中心主任黄晚清博士,为我们深入解析这项技术。
路用复合改性磷石膏技术,是采用磷石膏替代碎石作为主材,通过复合添加剂和胶结料激发其活性及早期强度,并与集料、水共同拌和,形成具有较高路用性能的混合料。该技术的关键是依赖高性能复合添加剂,利用无机添加剂的溶解、缩聚反应与有机添加剂的络合作用,提升混合料的各项性能,并将磷、氟等成分固化,既能满足环保要求,又能广泛应用于公路建设中。
路用复合改性磷石膏可代替水泥稳定碎石用作道路基层、路基填料,也可以制成六棱砖、生态护坡等构件,应用场景十分广泛。技术团队研发了适用于不同应用场景的系列产品,实现了磷石膏制品的多元场景应用,提高了磷石膏综合利用率。
与传统的水泥稳定碎石相比,路用复合改性磷石膏具有成本优势:每方混合料节约成本超15%,经济效益显著;环保优势:每公里高速公路基层可节约碎石约0.65万吨,减少不可再生资源石料的开采,降低碳排放;抗裂性能好:干缩系数约为水泥稳定碎石混合料的50%,抗裂性能更优;掺量高:磷石膏掺量最高可达90%左右;施工延迟时间长:容许延迟时间可达到12小时以上,为施工提供了充足的准备时间。
▲磷石膏原材料 ▲复合改性磷石膏基层
总之,路用复合改性磷石膏技术,一方面将工业固废磷石膏成功转化,变“废”为宝,减少了石料等不可再生资源的消耗;另一方面对磷石膏进行了高效高附加值利用,有效解决了磷石膏堆存量大的难题。该技术不仅降低了公路建设的综合成本,而且激发了磷化工企业的生产活力,减轻了磷石膏堆积对生态环境的污染,经济、社会和环保效益显著。
路用复合改性磷石膏技术应用前景十分广阔,目前已成功在电子信息产业园、秦巴智谷、长中路等十余个项目上应用,累计应用面积超20万平方米,节约建设成本超1000万元。该技术还可以应用到“无废城市”建设中,为实现国家双碳战略目标贡献力量。
基于该项技术,四川交通院主编了达州市地方标准《公路复合改性磷石膏基层应用技术规范》(DB 5117/T-2023),参编了行业标准《路用改性磷石膏》,并取得了多项专利。
展望未来,路用复合改性磷石膏技术将向高效高附加值、绿色低碳、节能环保的方向持续迈进,开启大宗固废综合利用的大门,为资源的再生利用建设康庄大道,并加快推进在市政、公路等领域的广泛应用,助力构建绿色低碳循环发展体系,推动固体废物综合利用产业绿色发展。