Асфальтобетон является основным строительным материалом для возведения верхних слоев дорожного покрытия. Для снижения его стоимости часть природного минерального сырья может быть заменена промышленными отходами, в том числе извлеченным из нефтяной скважины буровой шлам, используя который можно получить тротуарную плитку, бордюры, бетонные смеси, компоненты для дорожного покрытия, шлакоблоки, используемые при строительстве подсобных помещений. Ученые Пермского Политеха разработали асфальтобетон, минеральный порошок которого состоит из отходов нефтедобычи. Технология позволит достичь снижения себестоимости производства дорожного покрытия и уменьшит объем накопления бурового шлама, за счет чего дополнительно решаются экологические проблемы и представится возможность отказаться от использования модификаторов иностранного производства.
Исследование опубликовано в журнале «Innovations and Technologies in Construction». Разработка выполнена в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
Для исследования были отобраны три образца бурового шлама из различных нефтяных месторождений Западной Сибири. Содержание нефти в горной породе считается положительным фактором и может быть использовано для производства активированного минерального порошка.
— Для анализа физико-механических характеристик материала, в составе которого в качестве минерального порошка использовался обезвоженный буровой шлам, было сформировано три серии образцов асфальтобетона. Смесь состояла из таких компонентов как: песок - 12,5%; щебень — 45,5%; отсев дробления — 36%; буровой шлам — 6%; битум — 5,3% более 100%, — поделилась аспирантка кафедры «Охрана окружающей среды» Вероника Салахова.
— Анализ результатов лабораторных исследований образцов бурового шлама показал отсутствие превышения нормативов по содержанию тяжелых металлов в подвижной форме. Это дает основание рассматривать буровой шлам в качестве сырья для производства строительных материалов без ограничений по показателям обеспечения экологической безопасности. Буровой шлам на нефтяной основе может быть рекомендован для включения в состав асфальтобетона от 1 до 6% в качестве минерального порошка. Все минеральные материалы, а также битум, принятые для проектирования гранулометрического состава плотной, мелкозернистой асфальтобетонной смеси соответствуют нормативным документам, что предполагает производство асфальтобетонной смеси высокого качества, — сообщил профессор кафедры автомобилей и технологических машин Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Константин Пугин.
Буровые шламы, образующиеся при бурении скважин для добычи нефти, в своем составе имеют углеводороды, сырую нефть и химические добавки, регулирующие физические и химические свойства первичного бурового раствора. При оптимальном соотношении углеводородов, нефти и химических добавок возможно получить дополнительный синергетический эффект в виде направленного изменения свойств битума, используемого для производства асфальтобетона. В этом случае возможно рассматривать данную технологию как импортозамещение и отказаться от использования модификаторов иностранного производства.
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.