На строительство, реконструкцию и снос приходится около половины отходов, ежегодно образующихся во всем мире, в то время как ежегодно во всем мире образуется около 1 миллиарда утильных шин.
Новый материал, разработанный исследователями из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, является первым материалом, в котором переработанный щебень и резина объединены в смесь, которая точно оптимизирована для соответствия стандартам безопасности дорожного движения.
Разработанная для использования в качестве основы, переработанная смесь более гибкая, чем стандартные материалы, что снижает склонность к растрескиванию дорог.
Ведущий исследователь д-р Мохаммад Бороужени сказал, что смесь щебня и каучука может принести как экологические, так и инженерные преимущества.
«Традиционные дорожные основания сделаны из экологически чистых материалов – добытых в каменоломнях и натурального песка», – сказал Боруджени.
«Наш смешанный материал – это 100% переработанная альтернатива, которая предлагает новый способ повторного использования шин и строительных отходов, при этом строго соблюдая такие ключевые критерии, как гибкость, прочность и остаточная деформация.
«Поскольку мы стремимся к экономике замкнутого цикла, которая может устранить отходы и поддерживать постоянное использование ресурсов, наша переработанная смесь является правильным выбором для улучшения дорог и окружающей среды."
В Австралии только 16% утильных шин перерабатывается внутри страны. Около 3.15 миллионов тонн переработанного строительного мусора, известного как переработанный бетонный заполнитель (RCA), ежегодно добавляются в складские помещения, а не используются повторно.
В 2019 году федеральное правительство и правительства штатов договорились запретить экспорт определенных отходов с целью создания потенциала Австралии по производству ценных вторично переработанных товаров и соответствующего спроса.
В рамках соглашения к декабрю 2021 года будет запрещен экспорт целиком изношенных шин.
На пути к экономике замкнутого цикла
Дороги состоят из четырех слоев – земляного полотна, основания и основания, сверху асфальт.
Все слои должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать давление тяжелых транспортных средств, и в то же время быть достаточно гибкими, чтобы обеспечивать необходимое количество движений, чтобы дорога не могла легко трескаться.
RCA потенциально может использоваться отдельно для дорожных оснований, но добавление переработанной резины может значительно улучшить конечный продукт.
В предыдущем исследовании команда инженерной школы RMIT показала, что их смесь щебня и каучука хорошо себя показывает при испытаниях на устойчивость к нагрузкам, кислотам и воде, а также на прочность, деформацию и динамические свойства.
Низкая усадка и хорошая гибкость снижают риск растрескивания.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Construction and Building Materials, было рассмотрено, как смесь выдержит давление бесчисленных транспортных средств на протяжении всего срока ее службы.
Исследователи использовали специальное оборудование для оценки характеристик смешанного материала под действием силы трения или напряжения сдвига и сравнили различные типы резиновой крошки (мелкой и крупной), смешанные с RCA в разных соотношениях.
Команда определила оптимальную смесь – 0.5% мелкой резиновой крошки до 99.5% RCA – обеспечивает прочность на сдвиг при сохранении хорошей когезии между двумя материалами.
Главный исследователь профессор Цзе Ли сказал, что в то время как переработка строительного мусора и изношенных шин растет, обе отрасли продолжают производить значительно больше отходов, чем в настоящее время повторно используется.
«Решения наших проблем с отходами придут не только за счет уменьшения количества отходов, отправляемых на свалки, и увеличения объемов переработки; разработка новых и инновационных способов использования наших переработанных материалов является жизненно важной», – сказал Ли.