Отходы пластика и резины для создания более прочного и долговечного асфальта

Новые исследования показывают, что ультразвуковое смешивание может превратить отходы пластика и резины в более прочный и долговечный асфальт. Растущий объем исследований в области дорожного покрытия указывает на новый мощный инструмент в борьбе с пластиковыми отходами: высокоинтенсивное ультразвуковое смешивание. Исследования асфальта, модифицированного пластиком и резиной, показывают, что переработанные материалы, такие как ПЭНД, ПЭВД, ПЭТ и резиновая крошка, могут значительно повысить прочность асфальта. – При правильной дисперсии в битуме повышается устойчивость к колееобразованию, влагостойкость и высокотемпературные характеристики. Проблема заключается в том, что традиционные механические смесители часто не могут обеспечить однородность смеси, что приводит к разделению фаз, нестабильному качеству вяжущего и изменению характеристик. Высокопроизводительные гидродинамические установки преодолевают эти ограничения, диспергируя агломераты и создавая однородную пластико-асфальтовую смесь.

Как обработка звуком улучшает вливание отработанного пластика в асфальт

Вместо того, чтобы полагаться на длительное время смешивания и экстремальный сдвиг обычного оборудования, ультразвуковая кавитация создает интенсивные микроуровневые силы смешивания внутри вяжущего. Это разрушает пластиковые и резиновые агломераты, увеличивает поверхностный контакт с битумом и помогает сформировать гораздо более стабильное полимерно-модифицированное вяжущее. – даже при использовании реальных потоков отходов.

Промышленный ультразвуковой соникатор для производства модифицированного пластиком асфальта

Отходы пластмасс могут улучшить качество асфальта – но только если они правильно смешаны

В большом обзоре пластиковых отходов в качестве модификатора асфальта сообщается, что включение переработанных пластиков в асфальтовые смеси неоднократно демонстрировало улучшение усталостной прочности, устойчивости к колееобразованию, влагостойкости и высокотемпературных характеристик. Многие из этих улучшений достигаются с помощью мокрого процесса, когда пластики смешиваются непосредственно с горячим битумом при температуре около 170°C до тех пор, пока не образуется “гомогенный” образуется модифицированное связующее.
Но исследователи также отмечают повторяющуюся проблему: совместимость. Полиолефины, такие как полиэтилен, часто не поддаются смешиванию с битумом, что приводит к нестабильности при хранении и разделению фаз. С практической точки зрения это означает, что при смешивании вяжущее может выглядеть хорошо. – и затем разделяются на слои при хранении в резервуарах, что делает производство на заводах рискованным.

Ультразвуковое смешивание предлагает новый путь для асфальта из переработанного пластика

Ультразвуковая обработка меняет уравнение, применяя мощную акустическую кавитацию непосредственно в расплавленном связующем. Когда кавитационные пузырьки схлопываются, они генерируют локальные ударные волны и микроструи, которые создают чрезвычайно высокие сдвиговые усилия – Идеально подходит для диспергирования полимеров и резиновой крошки в вязком битуме.

В мире асфальта это означает:

• Более быстрая дисперсия измельченного пластика и резины
• Более равномерная микроструктура связующего
• Снижение риска разделения фаз
• Улучшенная воспроизводимость между партиями
• Высококачественный полимерно-модифицированный асфальт с использованием отходов

И что очень важно, ультразвуковое смешивание может поддерживать как традиционные полимерные системы, так и гибридные смеси на основе вторичного сырья. – включая отходы пластика или резиновой крошки, которые, как показывают некоторые исследования, могут улучшить стабильность при оптимизации.

Hielscher Ultrasonics: Системы промышленного класса, созданные для масштаба

В то время как многие лабораторные исследования останавливаются на небольших миксерах, Hielscher Ultrasonics - один из немногих производителей, предлагающих настоящее промышленное оборудование для ультразвуковой обработки, предназначенное для непрерывного высокопроизводительного производства.
Соникаторы Hielscher созданы с учетом главного преимущества для асфальтовых заводов и производителей вяжущих материалов:

Линейная масштабируемость

Ультразвуковое перемешивание не ограничивается лабораторными экспериментами с партиями. Ультразвуковые приборы Hielscher линейно масштабируются от:

• R&D разработка рецептуры
• до опытного производства
• до полной промышленной поточной обработки

Это означает, что параметры процесса, установленные на небольшой системе, могут быть надежно перенесены на более крупные устройства – без “Изобретая заново” процесс смешивания в любом масштабе.

Промышленные соникаторы для модификации асфальта

Hielscher предлагает ультразвуковые процессоры, подходящие для:

• Полимерно-модифицированный битум (ПМБ)
• Полимерно-модифицированное асфальтовое вяжущее
• Прорезиненное асфальтовое вяжущее
• Гибридные системы, модифицированные пластиком и резиной
• Системы добавок RAP + PET

Эти системы включают в себя промышленные поточные ячейки, предназначенные для непрерывной работы и интеграции в реальные производственные условия.

Устойчивые дороги с отходами пластмасс и ультразвуком

Перспективы применения асфальта, модифицированного пластиком, очевидны: он позволяет избавиться от отходов, снизить вред, наносимый окружающей среде, и улучшить эксплуатационные характеристики дорожного покрытия. Однако в обзорной литературе подчеркивается, что такие проблемы, как разделение фаз, неоднородность вяжущего и противоречивые результаты, остаются основными препятствиями для широкого внедрения.
Ультразвуковая обработка напрямую направлена на устранение основной причины многих из этих неудач: недостаточная дисперсия и слабая межфазная связь между полимерными отходами и битумом.
Другими словами, будущее рециклированного асфальта может зависеть не только от того, какие отходы будут использоваться – но и от того, как они смешиваются.

Нижняя линия

Переработанный пластик и резина могут сделать асфальт более прочным, устойчивым к колее и долговечным – но только в том случае, если связующее правильно диспергировано и стабилизировано. Ультразвуковое смешивание обеспечивает масштабируемое, готовое к промышленному использованию решение, которое улучшает интеграцию полимеров и снижает наиболее распространенные производственные проблемы. Благодаря линейно масштабируемым системам соникаторов промышленного класса компания Hielscher Ultrasonics позиционирует ультразвуковую кавитацию как следующий практический шаг для превращения пластиковых отходов в высокоэффективные материалы для дорожного покрытия.