В связи с активным развитием транспортной инфраструктуры возрастают требования к прочности и долговечности дорожного покрытия. Одно из перспективных решений — модификация нефтяного битума — строительного материала для асфальтобетонных смесей — различными полимерными добавками. Частично заменив дорогостоящие модификаторы на термопластичный полимер, ученые Пермского Политеха получили высококачественные полимерно-битумные вяжущие — ПБВ. Они не только соответствуют нормам ГОСТа, но и имеют значительные преимущества по ряду показателей: пластичность, устойчивость к низким температурам, стойкость против старения и эластичность. Это обеспечит более высокую прочность и долговечность дорожного полотна. Работа пермских ученых поспособствует импортозамещению зарубежных аналогов, поскольку рассматривает полимеры российского производства.
Результаты работы политехников опубликованы в материалах всероссийской научно-практической конференции «Химия. Экология. Урбанистика» и в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология». Исследование выполнено в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
— Цель нашего исследования — установить возможность получения высококачественного дорожного битума без применения традиционной технологии окисления. Мы модифицировали неокисленный высоковязкий гудрон смесью отечественных полимерных добавок, которые придают битуму эластичные свойства, а также существенно расширяют его температурный интервал работоспособности. В зависимости от их концентрации мы оценили характеристики получаемого битума и соответствие современным нормативам, — рассказывает доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химических технологий ПНИПУ Валерий Рябов.
Получение дорожных битумов на базе неокисленных малоценных продуктов нефтепереработки, таких как гудрон, представляет особый интерес. Такой подход не требует наличия на предприятии установки окисления, дольше сохраняет оптимальные свойства полимерно-битумного вяжущего и улучшает его совместимость с минеральными материалами при производстве дорожных асфальтобетонов.
— Добавление полимеров в неокисленные нефтепродукты не является принципиально новым подходом, однако приводит к значительному удорожанию себестоимости получаемого продукта из-за дорогих полимерных модификаторов. Наша разработка позволила заместить часть дорогостоящего полимера на сравнительно дешевый полиэтилен без существенной потери качества продукта, — рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Антон Ширкунов.
Замена традиционного процесса окисления битумов на технологию, предложенную пермскими учеными, существенно упростит производство дорожного вяжущего и предотвратит образование выбросов газов окисления, которые отличаются высокой токсичностью и канцерогенными свойствами. Это позволит улучшить экологическую обстановку на производственной площадке. Технология готова к внедрению и не требует значительных капитальных затрат на предприятии.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.