Обнаружен метод уменьшения негативного влияния отходов оптоволокна.

На данное изобретение выдан патент. Исследование было проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Асфальтобетон, применяемый для укладки дорог, традиционно состоит из щебня, песка, полученного от дробления, минерального порошка, битума и армирующих (укрепляющих) компонентов. Известные составы таких смесей с различными добавками имеют ряд недостатков, включая высокую стоимость, температурные ограничения и трудности в равномерном распределении компонентов в структуре. Это приводит к образованию комьев и ухудшению свойств покрытия.

Ученые Пермского Политеха разработали новый состав асфальтобетона, который может повысить прочность дорог и снизить негативное воздействие на окружающую среду. В качестве прототипа использован состав, содержащий щебень, мелкий заполнитель, минеральный порошок, битумное вяжущее и углеродное волокно в качестве укрепляющего наполнителя. Однако из-за отсутствия химических связей между битумом и волокнами, прототип имеет значительный недостаток – слабое адгезионное взаимодействие, что означает низкую способность одного материала прилипать к поверхности другого. Это снижает прочностные характеристики асфальтобетонной смеси. Политехники нашли решение, предложив использовать оптическое волокно вместо углеродного в качестве армирующего материала.

«Мы исследовали четыре смеси асфальтобетона с различным содержанием оптоволокна: 0,1, 0,5, 1 и 1,5 процента. Последняя смесь продемонстрировала 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 – что также выше, чем у первых трех смесей. Остальные показатели полностью соответствуют требованиям ГОСТ 9128. Испытания позволили рекомендовать асфальтобетон с содержанием 1,5 процента оптоволокна как наиболее оптимальный для укрепления дорожного покрытия. Однако избыток этого материала может привести к ухудшению прочностных характеристик», – комментирует Константин Пугин, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ, доктор технических наук.

Технология позволяет утилизировать отходы оптоволокна, используя их в качестве армирующего материала, и получать асфальтобетон с улучшенными эксплуатационными характеристиками. По предварительным оценкам ученых, трещиностойкость покрытия увеличится на 10-15 процентов. Также данный метод расширяет возможности использования дорожно-строительных материалов.