УТИЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ ШИН НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

674 
Keywords:
rubber crumb, rubber modified bitumen, asphalt, 
12T
zeolite,
12T
mechanical 
activation, mine haulage roads; open-pit mines deeper area
12T
. 
Промышленное освоение северо-востока РФ и Арктики предполагает 
интенсивную эксплуатацию углеводородных ресурсов, добычу полезных 
ископаемых и биологических ресурсов, значительную перевозку грузов и, как 
следствие, развитие транспорта и транспортной инфраструктуры. Так, в 
арктических районах ведется интенсивное освоение месторождений полезных 
ископаемых с использованием большегрузных автосамосвалов, в связи с чем за 
десятилетия 
накопилось 
большое 
количество 
использованных 
шин, 
загрязняющих экологию ранимого Севера. Это означает, что промышленное 
освоение региона повлекло за собой усиление давления на арктические 
экосистемы. Одним из наиболее негативных результатов антропогенной 
деятельности человека является образование отходов, среди которых особое 
место занимают отработанные шины. Особую опасность представляют 
крупногабаритные 
шины 
технологического 
транспорта 
предприятий 
горнодобывающей и нефтегазодобывающей отраслей промышленности, срок 
службы которых ввиду условий эксплуатации значительно ниже, чем для 
обычных видов транспорта, что влечет накопление большого объема отходов. 
При этом шины содержат в себе ценное сырье: каучуки, металл, текстильный 
корд и как вторичное сырье могут применяться в различных отраслях народного 
хозяйства (дорожное строительство, покрытия придворовых территорий, 
спортивных и детских площадок, вторичное применение в резиновой 
промышленности, восстановление беговой части изношенных шин и т.п.). Вывоз 
и 
переработка 
изношенных 
шин 
техники, 
эксплуатирующейся 
в 
труднодоступных северных регионах РФ, в развитые центры переработки 
полимерного сырья представляется нерентабельным мероприятием. Поэтому 
разработка новых технологий утилизации шин в районах их накопления позволит 
реализовать результаты исследований в нескольких актуальных направлениях: 
решить экологическую проблему накопления отработанных шин, исключить 

675 
экономическую проблему организации транспортировки крупногабаритных шин 
к центрам переработки, создать рабочие места, получить сырьевые ресурсы для 
изготовления ценной продукции, необходимой для промышленного развития 
северных территорий России. Технология, включающая полный цикл от сбора 
шин до получения готовой продукции, особенно перспективна для 
горнодобывающих 
предприятий, 
т.к. 
позволит 
в 
рамках 
одного 
горнодобывающего предприятия решить экологические проблемы с утилизацией 
крупногабаритных шин и получить ценное сырье для строительства карьерных 
дорог. Кроме того, проблему утилизации отработанных шин в рамках одного 
предприятия можно решить с помощью собственных внутренних нормативно-
технологических документов в отличие от имеющихся сложностей принятия 
подобных актов на муниципальном, региональном и федеральном уровнях. 
Наиболее масштабным направлением использования отработанных шин на 
горных предприятиях является строительство дорог. Известно, что 
производительность карьеров в значительной степени зависит от состояния 
транспортных коммуникаций. На основании анализа структуры карьерных дорог 
[1], показана эффективность применения асфальтобетона в качестве верхнего 
слоя дорожных одежд.
Наиболее перспективным направлением при использовании резиновой крошки в 
асфальтобетоне является модификация вяжущего. Простейшим способом является прямое 
введение в битум резиновой крошки, однако материалы, полученные таким образом, 
зарекомендовали себя с негативной стороны. Асфальтобетон, полученный с применением этих 
вяжущих подвержен быстрому старению и разрушению из-за выслаивания резиновой крошки, 
несвязанной с битумом прочными связями. 
Указанные недостатки можно устранить путем модификации резиновой крошки перед 
введением в битум для образования развитого межфазного слоя на границе раздела фаз 
«резиновая крошка - битум» и повышения адгезии вяжущего к минеральным составляющим 
асфальтобетона.
В качестве минерального модификатора выбран природный цеолит 
(преимущественно натриевого состава). В Республике Саха (Якутия) имеются 

676 
богатые месторождения цеолитов, причем они располагаются в тех же районах, 
что и алмазные. Относительно малое содержание примесей, высокая термическая 
стойкость якутских цеолитоносных горных пород в сочетании с невысокой 
стоимостью делают природные цеолиты перспективным модификатором 
разнообразных полимерных материалов.
Для лучшего смешения и активации модификаторов битума проведена 
предварительная механоактивация резиновой крошки совместно с цеолитом на 
планетарной мельнице АГО-2. Мельницы-активаторы такого типа, обеспечивают 
очень высокий уровень энергетического воздействия на материал (до 60g), что 
обеспечивает интенсивную поверхностную активацию при сохранении ценных 
эластических свойств в объеме резины. Исследование химического состава 
поверхности образцов с помощью растровой электронной микроскопии и 
рентгеноспектрального анализа показало, что при механоактивации происходит 
миграция низкомолекулярных веществ, входящих в состав резиновой смеси (в 
частности серы), к поверхности резиновой крошки
. 
При этом удельная 
поверхность увеличивается практически в 2 раза. Применение механоактивации 
позволяет уменьшить размеры резиновой крошки, кроме того происходит 
снижение доли зеркальных и увеличение неровных участков на поверхности, 
образуются следы механического воздействия в виде расслоения частиц.
Для асфальтобетонов на основе битумов, наряду с влиянием свойств 
вяжущего материала, важное значение имеют особенности взаимодействия 
вяжущего с поверхностью минеральных зерен. Поэтому при проектировании 
дорожного полотна следует учитывать разнообразие генезиса каменных 
материалов. 
Верхние слои дорожных одежд, как правило, проектируют с применением 
щебня – минерального материала, получаемого путем дробления скальной или 
горной породы. Он характеризуется прочностью, морозостойкостью, имеет 
различный зерновой состав (по ГОСТ 8267-93). Для проектирования и 
строительства собственных технологических и других дорог весьма актуальным 

677 
для горнодобывающих предприятий, удаленных от промышленных центров 
регионов, является замещение щебня на каменные материалы местного 
производства. 
Основываясь на «Методических рекомендациях по строительству дорожных 
одежд с основаниями из битумоминеральных смесей и местных каменных 
материалов, укрепленных малоактивными вяжущими или малыми дозами 
цемента», предложено разработать асфальтобетонную смесь с применением 
местных каменных материалов (песчано-гравийной смеси ПГС), получаемых при 
выработке карьеров. В данной работе использовали песчано-гравийную смесь, 
вырабатываемую на алмазодобывающем карьере Накынского рудного поля РС 
(Я) (Нюрбинский карьер).
Для обоснования возможности применения ПГС в составе асфальтобетона, 
были проведены сравнительные исследования основных характеристик 
асфальтобетонных образцов, изготовленных с применением ПГС и щебня, 
которые показали, что применение ПГС в качестве минеральной основы для 
асфальтобетонных смесей является вполне возможным, в случае применения 
битума, модифицированного резиновой крошкой активированной с цеолитом. По 
некоторым характеристикам (водонасыщение, предел прочности при сжатии) 
смеси на основе ПГС превосходят аналоги на 30%. Это может компенсировать 
недостатки других показателей (пористость, предел прочности на растяжение 
при расколе). 
Для разработанного состава асфальтобетона определялся коэффициент 
сцепления дорожного покрытия с колесами автотранспорта
7T
. 
7T
Покрытие 
изготовлено по 2 рецептурам:
асфальтобетон на основе битума без резиновой крошки, 
асфальтобетон на основе битума модифицированного активированной 
резиновой крошкой с цеолитом. 
Коэффициент сцепления определяли с помощью измерителя 
10T
ИКСП-М, 
предназначенного для измерения показателя 
10T
при строительстве и ремонте 

678 
автомобильных дорог, периодическом и текущем контроле состояния дорожных 
покрытий.
Исследования показали, что коэффициент сцепления с дорогой на сухом и 
влажном 
асфальтобетоне, 
модифицированном 
резиновой 
крошкой, 
соответственно выше на 40% и 18% по сравнению с базовым асфальтобетоном.
Таким образом, суммарный эффект от замещения щебня на ПГС для 
строительства технологических карьерных дорог будет во много раз превышать 
затраты: 
- разработанный состав можно применить на участках углубочной зоны 
карьера с повышенным углом наклона технологических дорог; 
- применение сырья собственного производства позволит значительно 
снизить транспортные расходы; 
- применение в качестве основного сырья техногенных отходов 
(изношенные шины в виде резиновой крошки) и отходов производства ПГС 
будет способствовать снижению техногенного воздействия на окружающую 
среду;
- производство асфальтобетона может быть организовано без усложнения 
технологической схемы, на стандартном оборудовании; 
- разработка состава асфальтобетонной смеси, модифицированного 
природными цеолитами, производимыми в Республике Саха (Якутия), внедрение 
в массовое производство и информирование широкого круга целевых 
потребителей за пределами Республики, может способствовать продвижению 
реализации как готовых изделий с улучшенными свойствами, так и добавок на 
основе якутского цеолита. 
Использованная литература 
Сидяков В.А., Колчанов А.Г., Стенин Ю.В. Карьерные автомобильные 
дороги.- М.: ООО «Издательский дом Недра». – 2011. – 144 с. 

679 
УДК 332.133.6 

жүктеу/скачать 13,27 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: