Новые дорожные смеси на основе крупнотоннажных отходов нефтегазовой промышленности

Латыпов Валерий Марказович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительные конструкции»

Московец Алексей Викторович, заместитель директора ССП УГНТУ «НИПИНефтегаз»

синтетические цеолиты, которые используются для тонкой очистки газов от сероводорода и сероорганических соединений [2]. Отработанный проппант и цеолиты представляет собой многотонные отходы, вывозимые в специальные амбары, где они хранится годами, загрязняя окружающую среду. В связи с этим разработка новых путей переработки и утилизации данных видов отходов с использованием их в дорожном строительстве является одним из перспективных направлений.

Цель работы: разработка состава асфальтобетонной дорожной смеси на основе модифицированного битума с добавлением в качестве минерального наполнителя отходов производства (отработанного пропанта и регенерированного цеолита).

Модификацию битумной смеси проводили путем добавления синтетической полимерной добавки. В качестве полимерной добавки использовали вторичные отходы полиэтиленте-рефталата в виде использованных пластиковых емкостей, а также непосредственно отходов производства полиэтилентерефталата в виде мелкодисперсного порошка и бракованного гранулята. Отходы полиэтилентерефталата термически де-структировали при температуре 260-280оС, остужали и измельчали до получения порошка с размером частиц до 0,07 мм. Регенерацию отработанных цеолитов производили путем последовательного нагревания и охлаждения при непрерывной продувке цеолита метановой фракцией осушенного и очищенного от сернистых соединений природного газа.

Дорожную смесь получали путем предварительного смешивания битума с измельченным вторичным полиэтилентерефталатом. Полученная смесь, разогретая до 150оС, вводилась в минеральный наполнитель, нагретый до 175оС. Перемешивание смеси осуществляли механизированным способом в смесителе при температуре 140-160оС. Для исследования готовили дорожные смеси с различным процентным соотношением входящих компонентов (таблица 1). Из полученных смесей под давлением 40 МПа изготавливали образцы диаметром 71,4 мм и высотой 73 мм. Сравнительный анализ полученных образцов проводили по основным физикомеханическим показателям [3]: предел прочности при сжатии при 00С, 200С, 500С, коэффициенты водо- и морозостойкости и др. Повторность опыта пятикратная. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 1. Составы предлагаемой дорожной смеси

Таблица 2. Составы и физико-механические показатели дорожных смесей с различным процентным соотношением входящих компонентов

Как видно из таблицы 2, с увеличением доли проппанта в смеси, наблюдается повышение коэффициентов водо- и морозостойкости, в то же время наибольшие значения предела прочности наблюдаются при содержании проппанта в диапазоне от 40 до 50 мас.%. Поэтому для дальнейших исследований была взята дорожная смесь следующего состава, мас.%: битум – 5,5; полиэтилентерефталат – 0,15; отработанный проппант – 45; регенерированный цеолит – остальное. Для сравнительной оценки предлагаемой смеси дополнительно готовили образцы дорожной смеси в соответствии с ГОСТ 9128-97 [4]. Сравнительный анализ полученных образцов проводили по тем же физико-механическим показателям, в соответствии с рекомендациями [3]. Результаты представлены в таблице 3. Как видно из таблицы 3, предлагаемая дорожная смесь обладает более высокими показателями предела прочности, коэффициентов морозо- и водостойкости по сравнению с дорожными смесями, приготовленными по ГОСТ 9128-97 [4].

Таблица 3 . Составы и физико-механические показатели образцов дорожных смесей

Выводы: предлагаемая асфальтобетонная дорожная смесь, включающая, масс.%: битум – 5,5; полиэтилентерефталат – 0,15; отработанный ^1. проппант – 40-50; регенерированный цеолит – остальное, обладает высокими прочностными _2. характеристиками и может быть рекомендована к широкому внедрению как альтернатива современным дорожным смесям. Состав дорожной ^3. смеси защищен патентом РФ № 2458092, опубл. 10.08.2012 г.