Растительный компонент сделает асфальт более эффективным, экологичным и дешевым

Когда-нибудь строители начнут использовать растительную молекулу в асфальте и изоляционных смесях, чтобы дороги и крыши лучше выдерживали воздействие различных погодных условий.

Также это может сделать строительные смеси более экологичными, согласно исследованию, представленному в ходе 249-й национальной конференции и выставки Американского химического общества.

Встреча, в которой принимали участие тысячи ученых, объединила почти 11000 отчетов о новых прорывах в науке.

В настоящее время побочным продуктом производства сырой нефти является битум — основной клеящий компонент в покрытиях для крыш и асфальте. Но нефть не является возобновимым ресурсом, и ее залежи рано или поздно будут исчерпаны. Флуктуации на нефтяном рынке усложняют процесс получения высококачественного битума, что вынуждает производителей искать альтернативы, сообщил Тэд Слагек, старший ученый некоммерческой организации TNO в Нидерландах.

«В долгосрочной перспективе мы должны двигаться к возобновимым продуктам, которые можно будет восполнять ежегодно», сообщил Слагек. „Логично использовать естественное органическое сырье вместо сырой нефти“.

Слагек пояснил, что лигнин — это возобновимый ресурс, который составляет треть сухого материала в деревьях, где он не пускает воду и связывает другие компоненты растительной биомассы, такие как целлюлоза. Лигнин является весьма многочисленным и потому недорогим, поскольку он удаляется как отход производства. Ежегодно во всем мире производится более 50 млн тонн лигниновых отходов. Большая часть сжигается для выработки электричества, чтобы обеспечивать энергией бумажные фабрики. Сжигать лигнин не только расточительно: при горении он выпускает сажу и другие загрязнители.

Поскольку лигнин во многом похож на битум, он вполне может использоваться в качестве безвредной для среды добавки, чтобы сократить объем используемого битума. Как и битум, лигнин составляют большие молекулы с множеством углеродных колец. Сначала исследователи думали, что подобие позволяет лишь добавлять лигнин в битум в качестве очередной присадки, но Слагек сообщил, что для рабочей смеси лигнин должен внедряться в битум на молекулярном уровне, а не просто примешиваться. Интегрируя лигнин, можно сократить потребность в битуме почти наполовину, хотя для наилучшей эффективности смеси лигнина требуется все же меньше.

Как и другие добавки, лигнин повышает эффективность уплотнителей, однако обычные полимерные добавки получаются из нефтяных источников, что делает их не менее проблематичными, чем битум. Команда Слагека разработала множество лигнин-битумных смесей, которые делают асфальт тверже в жаркую погоду, предотвращая продавливание, и увеличивают срок службы дорожного покрытия на несколько лет.

Но что делать там, где среднегодовые температуры ниже? Во время мороза асфальт повышенной твердости становится ломким и может повредить автомобиль. Для этих условий ученые разработали другие смеси, с которыми даже при низких температурах асфальт остается достаточно вязким.

Смеси обоих видом содержат различное количество лигнина, и сам лигнин обладает различными химическими модификациями.

Чтобы продемонстрировать работу смесей, Слагек с партнерами намерены протянуть 100-метровую велосипедную дорожку.

На качестве, стоимости и эффективности преимущества лигнина не заканчиваются, отметил Слагек. Материал безопасен в обращении и использовании. «Вы сильно удивитесь, но многие из нас ежедневно потребляют лигнин, ведь он содержится в овощах», заключил ученый.

Ссылка по теме: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-03/acs-amf021915.php