CC BY
1УДК 658.567.1
РАЗРАБОТКА ПОЛИМЕРНО-ПЕСЧАНОЙ ПЛИТКИ ИЗ ПЕРЕРАБОТАННОГО
ПЛАСТИКА
БУТОБАЕВА АЙГЕРИМ АРДАБЕКОВНА
Преподаватель-лектор кафедры Экологии и сельскохозяйственных наук, НАО Жетысуский университет им.И.Жансугурова, г.Талдыкорган, Казахстан
БЕКТЫБАЕВА АЙЖАН БЕКСУЛТАНОВНА
Преподаватель-ассистент кафедры Экологии и сельскохозяйственных наук, НАО Жетысуский университет им.И.Жансугурова, г.Талдыкорган, Казахстан
Ж¥МАБЕК АБДУАЛИ ЕРМЕК¥ЛЫ
Студент 4-го курса ОП 6В11201- Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды, НАО Жетысуский университет им.И.Жансугурова, г.Талдыкорган,
Казахстан
ШЭКЭР1М ЭЛИХАН БЕКМ¥ХАНБЕТ¥ЛЫ
Студент 4-го курса ОП 6В11201- Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды, НАО Жетысуский университет им.И.Жансугурова, г.Талдыкорган,
Казахстан
Аннотация В результате проведенного исследования дана оценка, что использование тротуарной плитки, изготовленной из переработанного пластика и песка - это удобнее в укладке, практичнее и долговечнее при эксплуатации по сравнению с цементным аналогом. Представлено процесс производства современной и эстетичной плитки из пластиковых бутылок способствует экологической безопасности, так как помогает избавляться от трудно разлагаемого мусора. Рассмотрено, что современное производство тротуарной плитки из пластиковых бутылок вскоре заменит цементный аналог. В результате проведенного исследования было установлено, что полимерпесчаная плитка превосходит цементную.
Ключевые слова: пластик, переработка, плитка,смесь,полимерно-песчанная, краситель,сушка, полимеры,эко-боксы.
Сегодня известно, что проблема сбора и переработки пластиковых отходов актуальна для нашей страны. В последнее время много внимания уделяется вторичной переработке. Один индивидум в год Создаёт огромное количество отходов, от 80 до 98% которых остаются на свалках, выделяя токсичные вещества на протяжении десятков или даже сотен лет. От 50 до 90% мусор можно переработать. В стране растет производство пластика, создающего угрозу для окружающей среды. Пластик знаком всем нам с самым долгим разложением. изготовили из пластиковых бутылок. Поэтому наша команда решила сделать проект по переработке пластиковых отходов путем создания полимерно-песчаной плитки для тротуаров. Мы решили сравнить, чем отличается обычная тротуарная плитка из цемента, и плитка, произведенная из смеси пластика и песка.
Плитка ничуть не уступает бетонным аналогам. Срок ее эксплуатации - до 50 лет, она устойчива к ударам, морозу и теплу. В начале реализации нашего проекта мы установим эко-боксы для сбора пластика в университете. Будет организован сбор пластиков по университету в сборный пункт, а так же изготовлено полимерно-песчаная плитка для тротуаров.
Постановка задачи (Цель исследования)
Создание полимерно-песчаной плитки для тротуаров из пластиковых отходов.
2.1. Сырье для производства полимерно-песчаной тротуарных плит
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
Для производства тротуарной плитки из пластиковых бутылок и других полимерных материалов потребуется песок и краситель. В качестве сырья используются обычные бутылки,
которые не требуется очищать от этикеток и пищевых остатков. (рис. 1), [1, с. 44-48, 2, с.35-40 ].
Все дополнительные компоненты полностью сгорают, не оставляя следов. Сортировка не требуется. К бутылкам также добавляются полиэтиленовые пакеты или пленка, пластиковые контейнеры и части канистр. Рекомендуется использовать полиэтилен, так как благодаря ему продукты приобретают блеск.[3, с. 346-349].
Кроме того, мягкие полимеры обеспечивают гибкость готовой плитки. Без них она станет хрупкой. Требуется соблюсти следующее соотношение: мягкий пластик — 40%;
• твердые полимеры — 60%. Это позволит достичь оптимальной жесткости плитки. Использование такой технологии полностью удаляет остатки полимера[4, с. 11-18].
• Песок очищается от примесей. Чем суше песок, тем быстрее можно изготовить одну плитку. Качество конечного продукта будет зависеть от того, насколько равномерно будут перемешаны песок и пластик. Соотношение компонентов смеси следующее: • песок - 90%; • полимеры - 9%; • краситель - 1% (при добавлении).
Процесс изготовления полимерно-песчаной плитки включает несколько ключевых этапов и требует специализированного оборудования. Для производства необходимы следующие устройства:
• размельчитель для измельчения пластикового сырья;
• Оборудование для плавки
• Аппарат для плавления и смешивания ингредиентов с последующим прессованием полученной смеси.
• Форма для финальной обработки.
Весь производственный процесс осуществляется в помещениях, которые должны быть хорошо проветриваемыми, с использованием респираторов и защитных перчаток для обеспечения безопасности [5, с. 236-239; 6, с.121- 128].
Процесс производства включает в себя несколько основных шагов:
1. Полимерный материал измельчается на мелкие фрагменты.
2. Песок подготавливается, проходя через плавильный (сушильный) аппарат.
3. Смесь песка и полимера поступает в экструзионную машину, где расплавленный пластик оборачивает песчинки и тщательно перемешивается, образуя тестообразную массу. На этом этапе добавляется пигмент для окрашивания.
4. Экструдер выдавливает полученную смесь при температуре 220°C.
5. Полуфабрикат разделяется на части по 950 г и помещается в пресс-формы.
6. Пресс сжимает смесь на 30 секунд под давлением до 100 тонн на см2, придавая изделию окончательную форму и одновременно охлаждая его.
7. полное остывание плитки занимает 20 мин, во время которого она поступает на стол
сушки.
8. Далее происходит складывание и упаковка изделий на паллеты[7, с.313-319].
Методы и материалы исследования
В рамках нашего исследования мы решили изучить, как тротуарная плитка разного производства реагирует на воздействие внешних факторов. Для анализа были выбраны следующие образцы плитки:
1. Цементная тротуарная плитка размером 175 x 120 x 60 см.
2. Плитка из полимерного песка размером 200 x 100 x 40 см.
Плитки подверглись следующим испытаниям:
1.Удар молотком.
2. После второго удара цементная плитка раскололась на множество мелких фрагментов.
3. Полимерная песчаная плитка, после восьми ударов, «прокололась» в месте удара, но не разбилась на части.
2.Измерение массы.
Полимерная песчаная плитка, имеющая близкие размеры к цементной, весит 892 г, тогда как цементная — 2743 г (Рис. 2).
3. Погружение в воду на 24 часа.
Замочите плитку в воде на 24 часа мы снова измерили их.
Полимерная песчаная плитка (рис.3)., вес был 898 г, цементная плитка - 2 790 г.
Рисунок 1. Эко-боксы для сбора пластика в университете
Рисунок 2. Взвешивание сухих плиток: Цементная
Масса полимерно-песчаной плитки повысилась на 0,67%, а цементной — на 71%, что на 2,5% превышает допустимый предел влагопоглощения для пластиковых плиток. Испытание на резку. Отмечено, что цементную плитку можно разрезать только с помощью шлифовальной машины, при этом требуются значительные усилия, образуется много пыли, и существует высокий риск её растрескивания. В то же время полимерно-песчаная плитка легко разрезается тем же инструментом, при этом не создаётся ни пыли, ни сколов (рис. 3, 4).
Рисунок 3. Полимерпесчаная плитка
Рисунок 4.Результат разбивания молотком плиток
Полученные результаты
В результате исследования мы установили, что тротуарная плитка из переработанного пластика и песка удобнее в укладке, практичнее и долговечнее в эксплуатации по сравнению с цементной плиткой.
Создание современная и эстетичная плитка из пластиковых бутылок способствует решению экологических задач. В конце концов, разлагающийся мусор трудно удалить. Современное производство тротуарной плитки из пластиковых бутылок в ближайшее время заменит аналог цемента.
Выводы
В ходе исследования мы пришли к выводу, что полимерно-песчаная плитка с четырьмя точками, по сравнению с цементом, выигрывает в пяти аспектах:
1. Благодаря своей прочности, она подходит для использования на объектах с высокой нагрузкой.
2. Легкость плитки позволяет эффективно транспортировать её в больших объемах, что упрощает доставку и монтаж.
3. Процесс прессования делает структуру плитки такой плотной, что она почти не впитывает воду. Это минимизирует риск повреждения плитки при перепадах температуры и неблагоприятных погодных условиях.
4. Полимерно-песчаную плитку легко резать, что упрощает её укладку.
5. Несмотря на более низкий класс огнестойкости по сравнению с цементом, она служит отличной альтернативой цементной плитке.
Мы призываем бережно относиться к окружающей среде: сдавать перерабатываемый пластик в пункты приема пластика, откуда он попадет на производство. И вместо токсичного мусора на полигоне, он превратится в новый материал и сослужит людям новую полезную службу.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Панамарева В.Т., Лихачева Н.Н. «Применение пластиковых отходов». Публикация в журнале Пластик,- 2019,- № 5, с. 44-48.
2. Бабавич Б.В. «Утилизация отходов: учебное пособие», Москва.- 2017. - Стр.62.
3. Тимонин А.С. «Проектирование химико-технологического и природоохранного оборудования: справочник», Калуга.- Издательство Н. Бочкаревой, 2017. -Т. 2. - Стр. 1085.
4. Овчинникова Г.П., Артеменко С.Е. «Переработка полимеров: учебное пособие». - Саратов, 2019.- Стр. 11-18.
5. Голь В.Е. «Прочность полимеров». Москва, 2022. - Стр.328.
6. Фридмон М.Л. «Особенности переработки вторичных полимерных материалов». - Москва, 2019.- Стр.345.
7. Родионов А.И., Клушин В.Н. «Защита окружающей среды».- Москва, 2020.-Стр. 512.
