В ПНИПУ предложили ввести отходы оптоволокна в состав асфальтобетона
Эффективный способ утилизации пластиковых отходов производства оптоволокна, который заключается в использовании их в качестве армирующей добавки в асфальтобетонные смеси при строительстве мостов и аэродромов, предложили ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 22 января сообщает пресс-служба вуза.
По количеству неутилизированного пластика Россия в настоящее время занимает третье место в мире. Эти отходы, особенно из незаконных, стихийных свалок, попадают в водоемы, загрязняя водные ресурсы. Среди пластиковых отходов есть остатки оптоволокна, содержащие стекло и пластик.
Эти отходы при разложении в результате воздействия ультрафиолета выделяют такие токсичные вещества, как свинец, мышьяк и кадмий. Попадая в пищевую цепочку, они могут нанести вред здоровью человека. Эти тяжелые металлы могут замедлить интеллектуальное развитие, спровоцировать возникновение раковых опухолей, сердечно-сосудистых заболеваний и анемии, поражать центральную нервную систему и др.
Предложенный учеными Пермского Политеха метод утилизации этих отходов позволит не только сократить их вредное воздействие на окружающую среду, но и повысить прочность асфальтобетона. Этот метод был запатентован ими как изобретение.
В состав асфальтобетона, который используется при строительстве дорог в настоящее время, входят: щебень, песок из отсевов дробления, минеральный порошок, битум и армирующий (упрочняющий) элемент.
Однако различные упрочнители в известных составах асфальтобетона часто имеют высокую стоимость, температурные ограничения, а также их сложно равномерно распределять в структуре покрытия. Это приводит к образованию комков и ухудшает его свойства.
Смесь асфальтобетона, которую разработали специалисты Пермского Политеха, повышает прочность дорожного покрытия и одновременно снижает негативное влияние на окружающую среду.
В качестве прототипа ими был взят состав, содержащий щебень, мелкий заполнитель, минеральный порошок, битум как вяжущее вещество и волокно как упрочняющий наполнитель. У этого прототипа битум и углеродное волокно имели между собой слабое адгезионное взаимодействие, то есть они плохо приклеивались друг к другу, что ухудшало прочностные характеристики асфальтобетонного покрытия.
Ученые ПНИПУ решили заменить углеродное волокно отходами оптического. Профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ, доктор технических наук Константин Пугин рассказал:
«Мы исследовали 4 смеси асфальтобетона с разным содержанием оптоволокна: 0,1%, 0,5%, 1% и 1,5%. Последняя смесь показала лучшие характеристики предела прочности при температуре 20 °С (4,30 МПа) и 50 °С (2,12 МПа). Устойчивость к трещинам при расколе при 0 °С (в соответствии с требованиями ГОСТ) составила 4,48 МПа — также выше, чем у первых трех смесей. Прочие показатели полностью соответствуют требованиям ГОСТ 9128».
Проведенные эксперименты позволили им рекомендовать для укрепления дорожного покрытия из асфальтобетона в качестве оптимальной добавку 1,5% оптоволокна. «А вот избыток этого материала приведет к ухудшению прочностных характеристик», — отметил Константин Пугин.
При этом предложенный политехниками состав смеси асфальтобетона позволяет утилизировать отходы оптоволокна и повысить трещиностойкость покрытия на 10–15%.
