Исследователи из Болонского (Италия) и Гранадского (Испании) университетов предложили инновационное решение одной из самых распространённых экологических проблем: сигаретные окурки могут стать отличным материалом для укрепления дорожного асфальта. Согласно их результатам, опубликованным в журнале «Construction and Building Materials», фильтры сигарет способны значительно повысить прочность переработанного асфальта, сократив при этом энергозатраты на его производство.
Экологическая проблема и инновационное решение
Окурки создают колоссальную нагрузку на окружающую среду. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, курильщики ежегодно выбрасывают около 4,5 триллионов фильтров, и это число может достигнуть 9 триллионов к концу 2025 года. Эти отходы разлагаются крайне медленно, загрязняя не только населённые пункты, но и леса, водоёмы и океаны.
В последние годы инженеры начали добавлять в регенерированное асфальтобетонное покрытие (РАП) различные добавки, такие как целлюлозное волокно (аналогичное материалу окурков), для укрепления и связывания переработанного асфальта. Осознав потенциал сигаретных фильтров, исследователи решили разработать новый способ их использования.
Технология «Окуркового асфальта»
Учёные разработали метод, при котором из выброшенных окурков извлекаются полезные вещества. После удаления органических остатков, оставшиеся фильтры (обычно из PLA-пластика и целлюлозных волокон) измельчались и смешивались со связующим воском. Затем полученный материал прессовался, нагревался и разрезался на два типа гранул:
- Гранула 1: содержала только измельчённые окурки.
- Гранула 2: включала сигаретный материал и дополнительное перерабатывающее вещество.
В процессе производства, при контакте с горячим битумом (нефтяным связующим веществом), воск внутри гранул плавится. Пластиковые волокна и целлюлоза из переработанных окурков встраиваются в асфальтовый материал, укрепляя его и повышая гибкость, а также устойчивость к растрескиванию.
Исследователи из Лаборатории строительной инженерии Университета Гранады сравнили три асфальтобетонные смеси, содержащие 40% РАП и различные соотношения «окурковых» гранул, с контрольным асфальтом без РАП.
Результаты оказались впечатляющими: каждый вариант асфальта, пропитанного сигаретным фильтром, оказался более устойчивым, чем обычные асфальты. Кроме того, добавление восков облегчило изменение вязкости битума, что позволило снизить необходимую температуру производства. Это, в свою очередь, значительно уменьшает энергозатраты и выбросы загрязняющих веществ.
«В целом, это исследование подтверждает возможность использования гранул волокон, инкапсулированных в перерабатывающий агент, полученных из [сигарет], в смесях, содержащих RAP, с потенциальным эффектом на улучшение сопротивления усталости», — заключили авторы исследования.
Команда полагает, что будущие исследования могут быть направлены на оптимизацию производства гранул или увеличение количества перерабатывающего агента. Также они считают, что сочетание окурковых фильтров с другими переработанными материалами может ещё больше улучшить качество асфальта и сделать дорожную отрасль более устойчивой.
