Многолетние исследования дорожных ученых показали, что климатические особенности Казахстана – жаркое лето и очень холодные зимы – требуют изменения эксплуатационных характеристик битумов, применяемых в дорожном строительстве. Как выяснилось, данный материал в своем обычном состоянии обладает низкой устойчивостью как к ультрафиолетовому излучению, так и к температурным перепадам. В повседневной эксплуатациии это выражается в недостаточной прочности и сопротивляемости асфальтобетона механическим воздействиям, передает inbusiness.kz со ссылкой на пресс-службу КаздорНИИ.
По мнению исследователей, во многом именно неподходящими характеристиками битума объясняется преждевременное разрушение дорожных покрытий. Поэтому в Казахстане нужно чаще проводить ремонтные работы и заменять поврежденные участки. А это повышенные расходы на обслуживание дорог. Кроме того, данная проблема еще на этапе проектирования дорожной сети может стать причиной аварий и повышенного риска для водителей и пассажиров.
"Установив уязвимости отечественных асфальтобетонов, ученые Казахстанского дорожного научно-исследовательского института озадачились улучшением характеристик битумов. Так в 2017 году началась разработка собственной инновационной добавки – наноуглеродного порошка.
Материал представляет собой мельчайший угольный порошок, который укрепляет связующие способности битумов и улучшает его сопротивление деградации. В условиях резкоконтинентального климата Казахстана данный продукт может быть особенно полезен", - говорится в сообщении.
"Основным преимуществом нанопорошка является его способность улучшать стойкость асфальтового покрытия к колееобразованию. Это позволяет ему выдерживать большие нагрузки и дольше сохранять свою форму, что особенно важно для дорог с высокой интенсивностью автомобильного движения. Приготовление асфальтобетонной смеси на основе нанопорошка также уменьшает низкотемпературное трещинообразование", отмечает вице-президент АО "КаздорНИИ" Ерик Амирбаев.
Ученые подошли к вопросу креативно и экономно – они размельчили отходный угольный порошок до наночастиц размером менее 150-200 нанометров с помощью вращающегося электромагнитного потока и получили нанопорошковую добавку.
По оценкам экспертов, как и иные разработки на основе наночастиц, добавка наноуглеродного порошка позволяет получать битумы и асфальтобетоны с повышенными эксплуатационными характеристиками.
"Испытание отечественной нанопорошковой добавки провели на опытных участках автомобильных дорог в Астане и Алматы. Также планируется массовое производство и внедрение этого продукта в дорожную отрасль. По прогнозам специалистов, использование добавки может не только снизить расходы на эксплуатацию построенной дороги, но и удешевить сами строительные работы.
Дело в том, что при строительстве и ремонте дорог в Казахстане уже применяют различные добавки. Их использование стало повсеместным явлением. Некоторые добавки хуже, некоторые лучше, а иные и вовсе не работают или не подходят под климат казахстанских регионов. Так или иначе, но попытки улучшить дороги за счет инноваций предпринимаются и деньги на это затрачиваются. Однако за неимением собственных инноваций подрядчики пользуются химическими разработками из стран СНГ и ближнего зарубежья. Причина такого положения – пассивное состояние химической отрасли. Казахстан до сих пор не имеет собственных полимеров, увеличивающих долговечность ведомственных и общественных дорог, несмотря на обилие полезных ископаемых и элементов для создания дорожных полимеров", - отметили в КаздорНИИ.
"Этот нанопорошок, можно сказать, первый казахстанский полимер. Он будет значительно дешевле, чем заграничный, поскольку исключаются затраты на логистику. К тому же, сейчас имеет место удорожание строительных материалов. А из-за того, что нанопорошок можно изготавливать из местного угля и недалеко от угольных шахт, себестоимость будет недорогой", подчеркивает директор департамента дорожно-строительных материалов и новых технологий КаздорНИИ Асель Нугманова.
В рамках разработки нанопорошка учеными института был создан лабораторный образец установки по размолу угля до наноразмеров (нанопорошка), на который уже получен патент. Итоги исследований казахстанских учёных были опубликованы в международных научных журналах Colloids and Surfaces, News of NAS RK и Case Studies in Construction Materials.
"На первом этапе мельница размалывает угольную породу в электропроводящей среде с помощью механических и электрогидравлических ударов с высокой интенсивностью. Затем угольная порода размалывается до размеров менее 3 миллиметров. Далее полученный материал проходит процесс рецикла, который позволяет достичь еще более мелкого размера частиц - менее 100 микрон.
Такой процесс производства нанопорошка угля позволяет получить материал с теми размерами частиц, которые позволят модифицировать битум и создать улучшенный углеродно-наномодифицированный асфальтобетон. Стоит отметить, что ученые КаздорНИИ продолжают тщательное изучение зарубежного опыта по использованию новых технологий в дорожно-строительной отрасли", - отметили в институте.
Читайте по теме:
Более миллиарда тенге похищено при строительстве дорог в Акмолинской области
