Научно-исследовательская работа по материаловедению на тему Перспективы использования отходов производства и потребления для производства строительных материалов

Количество городского мусора увеличивается в результате роста потребления энергии и продуктов питания, а также увеличения численности населения и повышения уровня жизни [1]. Воздействие строительной отрасли на окружающую среду и истощение ресурсов привело к поиску альтернативных материалов для снижения ее экологического воздействия. Переработанные материалы и отходы представляют собой многообещающий путь к устойчивому строительству [2].
Отходы и переработанные материалы представляют собой возможный путь к методам экологически чистого строительства. При сравнении композитных образцов с образцами бетонных дорожных блоков было обнаружено, что композитные образцы обладают меньшим водопоглощением. Результаты исследования продемонстрировали целесообразность создания элементов дорожного покрытия из ряда переработанных пластиковых отходов. При разработке конструкций полужестких дорожных покрытий, не связанных с дорожным движением, можно было бы использовать эти передовые тротуарные блоки.
Стратегия устойчивого строительства может быть достигнута за счет переработки пластикового мусора, которая уже давно представляет социальную и экологическую ценность, проблемы экономики, здравоохранения и безопасности в крупных городах мира [2]. Кроме того, брусчатка из переработанного пластика быстро набирает прочность, достигая более 80% своей максимальной прочности всего за один день. Благодаря этому качеству строительство может вестись быстро, что особенно важно в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Низкое водопоглощение этих блоков также повышает их долговечность, делая их менее уязвимыми к механическим повреждениям, физическим нагрузкам, износу и химическим воздействиям [2]. Брусчатка, изготовленная из пластика, который является наиболее распространенным загрязнителем, используется в регионе для снижения загрязнения окружающей среды [3].
Пластиковые брусчатки имеют лучшую отделку, форму, сцепляющую способность и эстетическую привлекательность, чем традиционные бетонные брусчатки. Несмотря на эти преимущества, из-за их меньшей прочности по сравнению с бетонными блоками, они нежелательны для использования в местах с интенсивным движением транспорта. В качестве альтернативы, эти блоки можно использовать для создания боковых ограждений и вех при строительстве дорог, а также в парках и на дорожках.
Исследование, включающее испытание на водопоглощение пластиковых блоков для асфальтоукладки, показало, что по сравнению с другими типами блоков их водопоглощающая способность превышает 2%, когда процентное содержание пластика в блоках для асфальтоукладки приближается к 50%. Материалы, которые поглощают менее 2% воды, считаются подходящими для увеличения доли пластика [3] [7]. Потребление и производство пластика по-прежнему находятся на самом высоком уровне, но статистика по вторичной переработке далека от обнадеживающей: в настоящее время перерабатывается лишь около 10% производимого нами пластика [8].
Исследования показали, что пластиковые брусчатые блоки обладают прочностными характеристиками, практически идентичными прочностным характеристикам традиционных блоков [9]. Поскольку их прочность на сжатие достаточна для беспрепятственного использования пользователями, это говорит о том, что пластиковые брусчатые блоки являются подходящим вариантом для установки в парках, на дорожках, во дворах жилых домов или предприятий. Эффективным способом утилизации пластиковых отходов является включение их в процесс производства блоков для асфальтоукладчиков. Это позволяет сократить количество используемого пластика до 600 кг на каждые 1000 блоков [4]. Этот метод, особенно при более масштабном использовании, не только сокращает количество пластика в твердом городском мусоре, но и потенциально может значительно снизить потребность в захоронении на свалках [4].