Знайдено спосіб зменшити негативний вплив відходів оптоволокна.

Росія займає третє місце у світі за кількістю неутилизованого пластику. Ці відходи осідають у водоймах або на незаконних сміттєзвалищах. Серед них є залишки оптоволокна, що складаються зі скла та пластику, які забруднюють ґрунт і водні ресурси. При розкладанні під впливом ультрафіолетових променів ці матеріали виділяють токсичні речовини: свинець, миш'як та кадмій. Проникаючи в харчовий ланцюг, вони завдають шкоди здоров'ю людини, наприклад, уповільнюючи інтелектуальний розвиток, провокуючи новоутворення, серцево-судинні захворювання та анемію, ураження центральної нервової системи та інші хвороби. Вчені Пермського політехнічного університету знайшли ефективний спосіб утилізації залишкових продуктів оптоволокна, використовуючи їх у будівництві автодоріг, мостів та аеродромів. Це дозволить зменшити негативний вплив на навколишнє середовище та підвищити міцність будівельного матеріалу.

2025-01-21 10:00:27https://naked-science.ru/article/column/vozdejstvie-othodov-optov

На винахід видано патент. Дослідження проведено в рамках програми стратегічного академічного лідерства «Пріоритет 2030».

Асфальтобетон, що використовується при укладанні доріг, традиційно містить щебінь, пісок з відсівів дроблення, мінеральний порошок, бітум та армуючий (укріплюючий) елемент. Відомі склади подібних сумішей з додаванням різних укріплювачів мають ряд недоліків, серед яких висока вартість, температурні обмеження та складність в рівномірному розподілі компонентів у структурі. Останнє призводить до утворення грудок і погіршення властивостей покриття.

Вчені Пермського Політеху розробили суміш асфальтобетону, здатну підвищити міцність доріг і зменшити негативний вплив на навколишнє середовище. За прототип взяли склад, який містить щебінь, дрібний заповнювач, мінеральний порошок, бітумне в'яжуче і вуглецеве волокно в якості укріплюючого наповнювача. Через відсутність хімічних зв'язків між бітумом і волокнами прототип має серйозний недолік – слабке адгезійне взаємодію, тобто низьку здатність одного матеріалу приклеюватися і утримуватися на поверхні іншого. Це знижує міцнісні характеристики асфальтобетонної суміші. Політехніки знайшли спосіб виправити цю ситуацію, запропонувавши використовувати в якості армуючого матеріалу оптоволокно замість вуглецевого.

«Ми досліджували чотири суміші асфальтобетону з різним вмістом оптоволокна: 0,1, 0,5, 1 і 1,5 відсотка. Остання суміш показала найкращі характеристики межі міцності при температурі 20 °С (4,30 МПа) і 50 °С (2,12 МПа). Стійкість до тріщин при розколі при 0 °С (відповідно до вимог ГОСТ) склала 4,48 МПа – також вище, ніж у перших трьох сумішей. Інші показники повністю відповідають вимогам ГОСТ 9128. Випробування дозволили рекомендувати асфальтобетон з вмістом 1,5 відсотка оптоволокна як найбільш оптимальний для укріплення дорожнього покриття. А ось надлишок цього матеріалу призведе до погіршення міцнісних характеристик», – коментує Костянтин Пугін, професор кафедри «Автомобілі та технологічні машини» ПНІПУ, доктор технічних наук.

Технологія дозволяє утилізувати відходи оптоволокна, використовуючи їх як армуючий матеріал, і отримати асфальтобетон з підвищеними експлуатаційними якостями. За попередніми оцінками вчених, тріщиностійкість покриття збільшиться на 10-15 відсотків. Також метод розширює арсенал засобів дорожньо-будівельних матеріалів.