稻壳衍生沸石在绿色道路建设中的应用：提升资源可持续性与降低环境影响的创新研究

针对传统热拌沥青（HMA）高能耗、高排放问题，研究人员以稻壳（RH）和稻壳灰（RHA）为原料，通过水热法合成六种沸石，筛选出最佳发泡温拌沥青（WMA）添加剂。结果表明，RHA衍生沸石在100°C合成时含水率达22%，添加0.75%可使混合/压实温度降低15°C，减少11%燃料消耗和9.8%温室气体排放，同时有效抑制重金属浸出，为农业废弃物资源化和绿色道路材料开发提供新思路。

　　

在全球气候变暖与资源短缺的双重压力下，传统热拌沥青（Hot-Mix Asphalt, HMA）生产的高能耗问题日益凸显。据统计，每降低10°C沥青混合料生产温度，可减少1升燃料油消耗和1千克CO₂排放。与此同时，农业废弃物稻壳（Rice Husk, RH）及其燃烧产物稻壳灰（Rice Husk Ash, RHA）的年产量高达数亿吨，但利用率不足导致大量填埋污染。这一矛盾现象激发了印度理工学院蒂鲁伯蒂分校的研究团队开展创新探索——将RHA转化为具有高含水能力的合成沸石，作为温拌沥青（Warm-Mix Asphalt, WMA）添加剂，相关成果发表于《Journal of Environmental Management》。

研究采用水热法在90-110°C温度区间合成六种沸石，通过热重分析（TGA）筛选最佳性能材料，结合X射线荧光光谱（XRF）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征成分，最终以0.75%掺量进行沥青混合料性能测试。环境评估包括重金属浸出实验和全生命周期分析。

Silica extraction from rice husk
XRF分析显示稻壳灰含83-90%无定形二氧化硅，经酸处理提取的白硅纯度达99.6%，为沸石合成奠定原料基础。

Research significance
创新点在于跳过传统酸浸/煅烧步骤，直接通过水热法将RHA转化为WMA添加剂。RHA沸石在100°C合成的含水率达22%，媲美商业产品Aspha-min?（21%），且每吨沥青生产减少11%柴油消耗和9.8%温室气体排放。

Conclusions and recommendations
研究证实RHA沸石具有三重效益：作为发泡剂降低沥青生产温度15°C；通过重金属吸附减少环境风险；每吨稻壳灰转化可创造约120美元经济价值。建议后续研究扩大工业化生产规模并优化长期路用性能。

该研究首次实现农业废弃物向道路材料的闭环转化，为《巴黎协定》减排目标提供技术支撑。据测算，若全球10%的HMA被RHA-WMA替代，年减排量相当于种植540万棵树。这种"变废为宝"的模式，不仅推动循环经济，更开创了农业-基建协同减排的新范式。