Процессы получения резиновой крошки и ее применение в системе дорожного ограждения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова

Процессы получения резиновой крошки и ее применение в системе дорожного ограждения

Пермяков Михаил Борисович / Permjakov Mihail Borisovich - доцент, кандидат технических наук, доктор Ph.D., директор, Институт строительства, архитектуры и искусства

Пивоварова Ксения Александровна / Pivovarova Ksenija Aleksandrovna - магистрант

Домнин Виталий Юрьевич / Domnin Vitalij Jur'evich - магистрант, кафедра строительного производства,

Магнитогорск

Аннотация

В статье анализируются способы получения и свойства резиновой крошки, рассматривается спектр ее применения в современной промышленности. Предлагается новый вариант использования резиновой крошки в дорожном хозяйстве: изготовление из спрессованной резиновой крошки системы дорожного ограждения из сборных демпфирующих элементов.

Ключевые слова: резина, резиновая крошка, дорожное ограждение.

Резиновая крошка -- совокупность частиц измельченной резины разной дисперсности и различной формы, которым характерно, прежде всего, сохранение в своей основе молекулярной структуры и эластомерных свойств исходного материала - резины [1].

Во многих странах, как и в России, резиновую крошку получают путем переработки изношенных легковых, грузовых, автобусных и троллейбусных шин. Проблема вторичного использования изношенных шин имеет важное экологическое значение, так как вышедшие из эксплуатации шины накапливаются в местах их эксплуатации, и существенное экономическое значение, поскольку потребности хозяйства в природных ресурсах непрерывно растут, а их стоимость постоянно повышается.

Все известные технологии измельчения можно условно разделить на две группы [2]:

- измельчение при положительных температурах;

- измельчение криогенным способом с использованием в качестве хладагентов жидкого азота или холодного воздуха.

Измельчение при положительных температурах или механическое измельчение считается одним из самых эффективных способов получения резиновой крошки. При дроблении, проходящем в 3-5 этапов, сохраняются все молекулярные свойства изначального материала, что позволяет получить изделие высокого качества.

На первом этапе производится грубое дробление покрышек, вследствие которого получают куски резины размером 10-50 мм, достигается максимальная насыпная плотность разрезанной резины. На следующей стадии получают гранулят с размером частиц 3-10 мм. Далее резиновую крошку отделяют от посторонних включений с помощью вибрационных сит и магнитных или воздушных сепараторов.

Криогенный процесс позволяет успешно разделять композит покрышки на составные компоненты - резину, металл и текстиль. Однако для охлаждения резины требуется либо дорогостоящий азот, либо достаточно дорогая и энергоемкая система получения и очистки холодного воздуха, специальная холодильная камера для заморозки кусков покрышки, что существенно повышает стоимость установки, эксплуатационные издержки и, естественно, себестоимость получаемой крошки. Кроме того в результате измельчения при низких температурах крошка приобретает гладкую поверхность, что ухудшает её совместимость с другими полимерами.

Спектр использования резиновой крошки достаточно широк. В зависимости от степени измельчения её применяют [3]:

• порошкообразную резиновую крошку с размерами частиц от 0,2 до 0,45 мм используют в качестве добавки в резиновые смеси для изготовления новых автомобильных покрышек, массивных шин и других резинотехнических изделий.

• в резиновые смеси для уплотнительных колец, манжет и прокладок и т. д. допускается введение до 30 мас. ч. резиновой крошки с размером частиц до 0,5 мм;

• частицы менее 0,63 мм применяют для модификации битума, получения гидроизоляционных мастик различного назначения, производство тормозных колодок, резинополимерных композиций;

• с помощью резиновой крошки размером от 0,63 мм до 1 мм повышают качество дорожного битума. Такая крошка также используется в качестве сорбента, для тампонирования нефтяных скважин;

• для формовых двухслойных элементов покрытий спортивных площадок, беговых дорожек, стадионов и т. д. рекомендуется резиновая смесь с размером частиц менее 2 мм. Для формовых элементов покрытий полов в гальванических цехах, в цехах, работающих с агрессивными средами и т. д.

Также резиновую крошку использует в качестве наполнителя боксерских груш, производства резиновой плитки, бордюров, резиновых ступеней, входных ковриков.

• от 2 мм до 5 мм -- засыпка футбольных полей с искусственной травой, покрытия на детские площадки, набивка спортинвентаря, производство спортивных покрытий.

К довольно обширному списку вторичного использования переработанных в резиновую крошку автомобильных шин можно добавить применение ее в отрасли дорожного хозяйства, а именно изготовить из спрессованной крошки элементы для системы дорожного ограждения [5].

Элементы ограждения должны быть прочными и массивными, чтобы, не разрушаясь, выдерживать удар съехавшего с проезжей части автомобиля, но в то же время демпфирующими и обладающими способностью к сжатию-растяжению для возможности гашения силы удара и ограниченному равнозамедленному перемещению вместе с въехавшим в него автомобилем [8].

Дорожное ограждение состоит из цилиндрического стержня из плотной резины, жестко соединенного с основанием, на который надевается полый цилиндр из спрессованной резиновой крошки. Дорожными рабочими с применением необходимых машин и механизмов выстраивается система дорожного ограждения (рис. 1).

Рис. 1. Система дорожного ограждения с элементами, выполненными с применением резиновой крошки

Каждый элемент плотно опоясывается в трех местах по высоте синтетическими ремнями. Концы ремней крепятся к аналогичным концам соседних элементов, образуя цепь дорожного ограждения длиной 6-10 м.

Первыми в контакт с автомобилем при аварии вступают внешние слои нескольких элементов, выполненные из спрессованной резиновой крошки, в результате их деформации из круглой в эллипсовидную форму происходит увеличение поверхности контакта автомобиля с ограждением и увеличение длины секции ограждения. Это позволяет увеличить время взаимодействия автомобиля с ограждением, в течение которого происходит замедление его скорости движения до полной остановки [16].

Часть системы ограждения сдвигается по траектории движения автомобиля за счет удлинения крепежных ремней. После дорожно-транспортного происшествия с выездом автомобиля за пределы проезжей части дорожным рабочим необходимо лишь вернуть в исходное положение элементы дорожного ограждения и выполнить замену некоторых крепежных ремней. резиновый дорожный криогенный

Литература

1. Химический энциклопедический словарь, под ред. И. А. Кнунянц. М.: Сов. Энциклопедия, 1983.

2. Соколов Э. М. Переработка изношенных шин: Монография. Тул. гос. ун-т. Тула, 1999.

3. Разгон Д. Р. Вторичное использование и переработка изношенных шин. Опубл-но ООО «Ресайклерс.ру», 2004.

4. Веселов А. В., Пермяков М. Б., Трубкин И. С., Токарев А. А. Сборно-монолитная составная свая и технология ее изготовления // Жилищное строительство, 2012. № 11. С. 15-17.

5. Chernyshova E. P., Permyakov M. B. «Architectural town-planning factor and color environment». world applied sciences journal (indexed on Scopus http://www.scopus.com/results/). № 27 (4), 2013. P. 437-443. ISSN 1818-4952.

6. Permyakov M. B. «BUILDING RESIDUAL LIFE CALCULATION AT HAZARDOUS PRODUCTION FACILITIES» // Advances in Environmental Biology (экология, окружающая среда, безопасность жизнедеятельности) / Volume 8. Number 7, 2014. P. 1969-1973.

7. Permyakov M. B. «METHODS OF BUILDING RESIDUAL LIFE CALCULATION» // Advances in Environmental Biology (экология, окружающая среда, безопасность жизнедеятельности) / Volume 8. Number 7, 2014. Pp. 1983-1986.

8. Пермяков М. Б. Анализ аварий производственных зданий и сооружений // Архитектура. Строительство. Образование, 2014. №1 (3). С. 264-270.

9. Пермяков М. Б., Чернышова Э. П. Направления подготовки высшего профессионального образования в институте строительства, архитектуры и искусства // Архитектура. Строительство. Образование, 2015. № 1 (5). С. 3-11.

10. Пермяков М. Б., Тимофеев С. В. Совершенствование технологии устройства противофильтрационных завес способом «стена в грунте» // Архитектура. Строительство. Образование, 2013. № 2. С. 129-138.

11. Пермяков М. Б., Веселов А. В., Токарев А. А., Пермякова А. М. Исследование технологии погружения забивных свай различных конструкций // Архитектура. Строительство. Образование, 2015. № 1 (5). С. 12-17.

12. Пермяков М. Б. Методика расчета остаточного ресурса зданий на опасных производственных объектах // Архитектура. Строительство. Образование, 2012. № 1. С. 169-176.

13. Пермяков М. Б., Чернышова Э. П. Архитектурно-строительному факультету Магнитогорского Государственного технического университета им. Г. И. Носова -70 лет // Жилищное строительство, 2012. № 5. С. 2-3.

14. Пермяков М. Б. Расчет и оценка остаточного ресурса зданий // Архитектура. Строительство. Образование, 2014. № 2 (4). С. 66-72.

15. Mishurina O. A., Mullina E. R., Chuprova L. V., Ershova O. V., Chernyshova E. P., Permyakov M. B., Krishan A. L. «Chemical aspects of hydrophobization technology for secondary cellulose fibers at the obtaining of packaging papers and cardboards» // International Journal of Applied Engineering Research / Volume 10, Number 24, 2015. P. 44812-44814. ISSN 0973-4562.

Размещено на Allbest.ru