Один из самых долговечных материалов для дорог — асфальт с волокнами хризотил-асбеста. Он устойчив к перепадам температур, предотвращает образования пустот и трещин в асфальте, может повысить срок службы дорог до 25 лет. Однако его все реже используют из-за избытка волокон в составе асфальтобетонной смеси, которые ухудшают некоторые показатели и влияют на качество дорожного покрытия. Ученые Пермского Политеха разработали и испытали способ регулирования содержания хризотил-асбеста в строительном щебне. Это позволит решить проблему избытка частиц, изготовить качественное покрытие, отвечающее всем нормам ГОСТ, и снизить затраты на производство.
Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Федеральная служба по интеллектуальной собственности уже приняла положительное решение о выдаче патента на изобретение.
Хризотил-асбест — это прочный, огнестойкий и плохо проводящий тепло минерал, который состоит из тонких гибких волокон. Их наличие в асфальтобетоне позволяет все чаще использовать такую смесь в строительстве дорог. Повышенная влажность снижает прочность бетона, поэтому перед эксплуатацией щебень подвергается сушке в сушильном барабане. В процессе его частицы измельчаются и истираются, высвобождая из структуры свободные волокна хризотил-асбеста. Их переизбыток в составе асфальтобетонной смеси вызывает ухудшение характеристик и увеличивает потребление вяжущего (битума), а соответственно — и стоимость асфальтобетона.
Наиболее эффективный способ регулировать содержание частиц в щебне — удалять их в процессе сушки. Как правило, для этого применяют разные способы промывки водой. Но они не только требуют дополнительных условий, но и обладают недостаточной эффективностью воздухообмена в сушильном барабане, поэтому не подходят для отделения волокон хризотила от массы щебня.
Ученые Пермского Политеха разработали способ регулирования остаточного содержания в щебеночной смеси волокон хризотил-асбеста с помощью изменения объема подаваемого воздуха в сушильный барабан. Этот метод совмещает операцию сушки и очистки. Увеличение подачи воздуха ведет к росту скорости его движения внутри сушильного барабана. В поток вовлекаются более крупные волокна, и возрастает количество удаляемых частиц хризотил-асбеста.
— Мы уже реализовали метод на заводе в городе Алапаевск Свердловской области. Использовали новое оборудование с регулированием воздухоподачи производительностью 80 тонн в час. При этом получен экономически выгодный асфальтобетон, отвечающий всем нормативам ГОСТ, который показал хорошие результаты при укладке и эксплуатации в верхних слоях покрытия автомобильной дорог, — комментирует Константин Пугин, доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ.
Использование горных пород с включениями хризотил-асбеста позволяет равномерно распределять волокна в структурах без дополнительного смешивания. Изобретение ученых ПНИПУ уже успешно эксплуатируется и может быть использовано на бетонных, асфальтобетонных заводах и других объектах строительства, где предъявляются особые требования по содержанию волокон хризотил-асбеста в составе щебня.