Минеральный порошок на основе полимеров разработали ученые лаборатории инновационных строительных и дорожных материалов НИ ИрГТУ. Полученная добавка способна значительно улучшить характеристики асфальтобетона, включая долговечность, морозостойкость и стойкость к перепадам температур. Как отмечают участники проекта, студентки 4 курса институт архитектуры и строительства ИрГТУ Юлия Салтанова и Кристина Лебедева, данный продукт может стать удачной альтернативой дорогостоящим полимербитумным вяжущим.
В настоящее время ученые сотрудничают с Шелеховским асфальтобетонным заводом. Первая партия асфальтобетона с использованием минеральной добавки выйдет в конце июня.
«Значительное удорожание полимербитумных вяжущих по сравнению с обычным битумом происходит не только из-за высокой стоимости полимера, но и связано с трудностью процесса равномерного распределения молекул полимера в битуме. Проблема заключается в высокой вязкости битума и медленной скорости растворения полимера, - говорит Ю. Салтанова. - Мы предлагаем особый способ распределение полимера в асфальтобетоне, при котором он тонко измельчается и покрывает поверхность минерального порошка. При производстве горячего асфальтобетона с использованием модифицированного порошка полимер растворяется в битуме».
К. Лебедева подчеркивает, что тонко измельчить полимер и закрепить его на поверхности минерального материала достаточно сложно из-за сильной пластичности. Кроме того, у битуморастворимых полимеров плохая адгезия к каменным материалам.
«В связи с этим было решено использовать углеродные наночастицы, которые являются молекулярными образованиями с уникальными свойствами. Они эффективно взаимодействует как с полимерами, так и с поверхностью минеральных наполнителей, - поясняет К. Лебедева. - Модифицированные наночастицами и полимерами порошки образуются при механохимической обработке доломитовой муки, полимера и наночастиц углерода. В качестве наночастиц использовался продукт сухого удаления кремниевого завода».
В ходе опытов ученые убедились, что наилучшего эффекта можно достичь при предварительном замачивании полимера в индустриальном масле. В качестве пластификатора разработчики ИрГТУ использовали отходы производства, а не индустриальное масло, что в два раза снижает стоимость продукта. По данным разработчиков, ориентировочная стоимость минеральной добавки на рынке будет составлять около 7000 рублей за тонну.
Студентки ИрГТУ отмечают, что проведенные исследования показали превосходство полученного продукта в сравнении с обычным битумом: температура размягчения асфальтвяжущего на основе минеральной добавки составляет 70°, морозостойкость достигает - 30°, в то время как у обычного битума эти показатели на уровне 50° и -20°.
По словам К. Лебедевой, дополнительным преимуществом минеральной добавки перед полимербитумными вяжущими является неограниченный срок хранения.
«Полимербитумные вяжущие (ПБВ) нельзя более 10 часов хранить в нагретом состоянии, т.к. происходит деструкция полимера и расслоение вяжущего. Если вяжущее доставлять на асфальтобетонный завод в холодном состоянии, то только на его разогрев затрачивается около суток, а при плохих погодных условиях мы вынуждены хранить вяжущее в нагретом состоянии несколько дней (что реально наблюдается на асфальтобетонных заводах). Таким образом, ПБВ желательно производить и использовать в течение нескольких часов, а битумные котлы должны быть оснащены очень эффективной системой перемешивания вяжущего. Однако на территории Иркутской области нет ни одного асфальтобетонного завода со специально оборудованным битумным котлом. Между тем, модифицированный порошок, не имеющий ограничений по срокам хранения, можно складировать на стандартном оборудовании», - отмечает К. Лебедева.
Ирина Афанасьева
