Новый материал для строительства дорог использует переработанный строительный мусор

Переработанная смесь из отходов строительства и автомобильных покрышек обеспечит экологические и инженерные преимущества. Материал предлагает решение с нулевыми отходами для решения огромной экологической проблемы: ежегодно во всем мире на строительство, реконструкцию и снос приходится около 50% отходов, а также с ежегодным выбросом около 1 миллиарда утильных шин.

Исследователи показали, как смесь старых шин и строительного мусора может быть использована в качестве устойчивого дорожного покрытия в решении с нулевыми отходами для ускорения переработки и поддержки экономики перерабатываемых материалов.

На строительство, реконструкцию и снос приходится около половины отходов, производимых ежегодно во всем мире, в тоже время, в мире ежегодно производится около 1 миллиарда утильных шин.

Новый материал, разработанный исследователями из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, является первым, который объединяет переработанный щебень и резину в смеси, точно оптимизированную в соответствии со стандартами безопасности дорожного строительства.

Разработанная для использования в качестве основных слоев, переработанная смесь является более гибкой, чем стандартные материалы, что делает дороги менее подверженными растрескиванию.

Ведущий исследователь Мохаммад Бороуджени утверждает, что резиновая смесь может дать как экологические, так и инженерные преимущества.

«Основы дорожных покрытия сделаны из стандартных природных материалов – каменной породы и природного песка», – рассказывает Бороужени. «Наш смешанный материал представляет собой 100% переработанную альтернативу, которая предлагает новый способ повторного использования шин и строительных отходов, в то же время выполняя строгие критерии, такие как гибкость, прочность и постоянная деформация.

«По мере того, как мы продвигаемся к круговороту экономики, которая может устранить отходы и поддерживать непрерывное использование ресурсов, наша переработанная смесь является правильным выбором для улучшения дорог и улучшения состояния окружающей среды».

К примеру, в Австралии только 16% утильных шин перерабатываются внутри страны. Около 3,15 млн. тонн обработанного строительного мусора, известного как переработанный бетонный заполнитель (RCA), не используется повторно.

В 2019 году федеральное правительство и правительства штатов договорились запретить экспорт определенных отходов с целью наращивания потенциала Австралии по производству переработанных товаров высокой стоимости и связанного с этим спроса. В рамках соглашения, полностью использованные шины будут запрещены к экспорту к декабрю 2021 года.

Дороги состоят из четырех слоев – грунта, основания, нижнего и верхнего слоев покрытия, с асфальтом сверху. Все слои должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять давлению тяжелых транспортных средств, и в то же время быть достаточно гибкими для обеспечения ресурса износостойкости и предотвращения ее быстрого разрушения.

Переработанный бетонный заполнитель может потенциально использоваться самостоятельно в строительстве базовых слоев дороги, но добавление переработанной резины может значительно улучшить конечный результат.

В предыдущих исследованиях команда RMIT School of Engineering показала, что смесь из щебня и каучука хорошо работает при испытаниях на прочность, устойчивости к кислотам и воде, а также показала отличные результаты в прочности, при деформации и динамических свойствах. Его низкая усадка и хорошая гибкость снижают риск появления трещин.

В новом исследовании рассматривалось, как данная смесь сможет выдержать нагрузки, вызванные бесчисленными транспортными средствами в течение всего срока службы.

Исследователи использовали специальную технику для оценки характеристик смешанного материала под действием силы трения или напряжения сдвига, и сравнили различные типы резиновой крошки (тонкой и грубой), смешанные с переработанным бетоном от строительного мусора при различных соотношениях.

Специалисты определили оптимальную смесь – от 0,5% тонкой резиновой крошки до 99,5% RCA (переработанный бетонный заполнитель) – такая смесь обеспечивала прочность на сдвиг при сохранении хорошей когезии между двумя материалами.

Главный исследователь профессор Цзе Ли уточняет, что, несмотря на рост переработки строительных отходов и утильных шин, обе отрасли продолжали производить значительно больше отходов, чем в настоящее время используется повторно.

«Решение наших проблем с отходами будет происходить не только за счет сокращения объема отходов и увеличения объема нашей переработки; разработка новых и инновационных видов использования наших переработанных материалов абсолютно необходима», – сказал Ли.