Ilgtspējīgu bio-asfaltbetona maisījumu izstrāde ar atjaunojamo biopolimēru lignīnu
SIA “Vianova” sadarbībā ar VIEDO MATERIĀLU UN TEHNOLOĢIJU KOMPETENCES CENTRU uzsāk pētniecības projekta “Ilgtspējīgu bio-asfaltbetona maisījumu izstrāde ar atjaunojamo biopolimēru lignīnu” īstenošanu.
Projekta numurs
2
Līguma Nr.
5.1.1.2.i.0/1/22/A/CFLA/005
Pētniecības projekta mērķis
Izstrādāt ilgtspējīgu bio-asfaltbetona maisījumu, daļēji aizvietojot bitumena saistvielu ar atjaunojamo biopolimēru lignīnu.
Asfalta ražošanas industrija daudzus gadus ir strādājusi, lai samazinātu ražošanas kaitīgās emisijas, attīstot tīrākas tehnoloģijas, piemēram, iekārtas, kas darbojas ar biodegvielu, ražojot silto asfaltbetonu (Warm Mix Asphalt) vai atkārtoti izmantojot un pārstrādājot atgūto asfaltu no esošajiem ceļiem jaunu ceļu būvniecībā vai esošo ceļu uzturēšanai, iekļaujot jaunajos asfaltbetona maisījumos bio-materiālus. RA (reciklētā asfalta) atkārtota izmantošana ceļu būvē, un tieši asfaltbetona ražošanā, jau ir apliecinājusi savu efektivitāti izmaksu, jaunu resursu izmantošanas un ietekmes uz vidi samazināšanā, tāpēc arī bitumenam, kas tiek ražots no fosilajiem resursiem, visā pasaulē tiek meklētas alternatīvas.
Lignīns ir otrs visizplatītākais bio-polimērs pasaulē, pēc celulozes, un tas sastopams visos vaskulārajos augos. Vairāki pētījumi ir pierādījuši lignīna lietderību, lai uzlabotu bitumena izturību pret novecošanos. Tomēr nav pilnībā skaidrs, kā lignīna pievienošana bitumenā ietekmēs ne tikai izturību pret novecošanos bet arī citas bitumena īpašības, kuras ietekmē asfalta noturību pret risu veidošanos un plaisu noturību zemās un vidējās temperatūrās. Projekta ievaros plānots veikt pētījumus un izstrādāt vismaz divus ilgtspējīgus bio-asfaltu maisījumu sastāvus un ieviest ražošanā vismaz divus jaunus bitumenu aizvietojošus biopolimēru asfaltbetona produktus.
Projekta virzības atskaite par periodu
02.2023 - 08.2023
Veikta būtiska teorētiskās bāzes izpēte un testēšana, tajā skaitā, literatūras avotu, zinātnisko publikāciju apzināšana, analīze, galveno risku apzināšana un apkopošana.
Papildus iepriekš minētajam, uzsākat references asfalta AC un SMA maisījumu projektēšana, darba formulu sastādīšana, kā arī lignīna un bitumena īpašību laboratoriskā izpēte.
Vadoties pēc literatūras analīzes, tika uzsākta references maisījumu izejmateriālu atlase, atbilstoši LVS prasībām. Veikta izejmateriālu ekonomiskā/ pieejamības salīdzināšana, references asfaltu maisījumu sastāvu projektēšana: AC 11surf un SMA 11 darba formulu sastādīšana, arī bitumenu īpašību testēšana.
09.2023 - 11.2023
Šajā atskaites periodā tika veikta paraugu sagatavošana, kā arī dažādu asfaltbetona maisījumu paraugu testēšana. Lai novērtētu atjaunojumā biopolimēra lignīna ietekmi uz asfaltbetona poru īpašībām, rūpnīcā tika izgatavoti četri reprezentatīvi dažādi asfaltbetona AC 11 surf maisījumi ar polimērmodificēto bitumenu 45/80-55.
Jaunā bitumena saistviela daļēji tika aizvietota ar atjaunojamo biopolimēru lignīnu četros dažādos apjomos no kopējā saistvielas satura. Pēc iegūtajiem testēšanas rezultātiem un atgūtās saistvielas īpašībām, tika noteikts optimālais lignīna saturs maisījumā.
Lai novērtētu maisījumu ekspluatācija īpašības, nepieciešama tālāka šo maisījumu testēšana un iegūto rezultātu analīze.
12.2023 - 02.2024
Šajā atskaites periodā tika sagatavoti SMA 11 maisījumu paraugi ar polimērmodificēto bitumenu (MIX0, MIX, 1, MIX2, MIX3, MIX4, MIX 5, MIX6)- tajā skaitā, references maisījums. Maisījumu sastāvā tika iekļauts RAP, bio-atjaunojošā piedeva un lignīns (no dažādiem piegādātājiem). Vienam no maisījumiem tika veikt atkārtotas novecināšanas simulācija laboratorijā (10 gadu kalpošanas laikam).
Tika izvērtēti no VSIA Latvijas Valsts ceļi saņemtie testēšanas rezultāti maisījumu ekspluatācijas īpašībām -riteņu sliežu tests, TSRST, kas vērtējami kā ļoti labi, un specifikāciju un standartu prasībām atbilstoši.
Tika veikta tirgus izpēte par lignīna testēšanas pakalpojumu nodrošināšanu- noslēgts līgums ar atvasinātu publisku personu "Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts" (LVKĶI).
03.2024 - 05.2024
Veikta lignīna ķīmiskā sastāva analīze un izvertējums, kā arī izstrādāto bio-asfalta maisījumu (MIX 0, MIX1, MIX2) ražošana asfaltbetona rūpnīcā, nepieciešamo regulējumu veikšana, veiksmīgai ražošanas procedūrai. Saražoto maisījumu pamatīpašību testēšana un ekspluatācijas īpašību testēšanas rezultātu analīze, lai noteiktu eksperimentālā posma veikšanai piemērotākos prototipa maisījumus.
Noslēgts līgums ar VSAI Latvijas valsts ceļi par eksperimentālā posma izbūvi uz valsts galvenā autoceļa posma “A2 autoceļš Rīga—Sigulda—Igaunijas robeža (Veclaicene)” km 12.430- 12.880. Sagatavota dokumentācija eksperimentālā posma izbūvei atbilstoši normatīvo aktu regulējumam.
06.2024 - 07.2024
SIA "Vianova" šī gada jūnijā Latvijā izbūvēja pirmo bio-asfalta seguma posmu, kas ir nozīmīgs solis ceļu būvniecībā ar uzsvaru uz ilgtspējību. Izmēģinājuma posms tika veidots uz valsts galvenā autoceļa A2 (Rīga—Sigulda—Igaunijas robeža), konkrētāk, 12.430.–12.880. kilometra apgabalā. Šajā posmā tika izmantoti trīs dažādi asfalta maisījumu sastāvi. Izbūves laikā un pēc tās tika noņemti paraugi, lai veiktu rūpīgu maisījumu testēšanu, lai novērtētu bio-asfalta ilgtspēju, izturību un kalpotspēju.
Saņemtie testēšanas rezultāti apstiprina, ka bio-asfalta maisījumi pilnībā atbilst specifikācijās noteiktajām prasībām, kas attiecas uz augstākās intensitātes klases ceļiem. Tas nozīmē, ka šie maisījumi ir piemēroti izmantošanai ceļos ar lielu satiksmes slodzi, intensitāti un augstām izturības prasībām, ko raksturo valsts galvenie autoceļi.
Testēšanas rezultāti norāda, ka bio-asfalts spēj nodrošināt nepieciešamo izturību, elastību un ilgmūžību, tādējādi demonstrējot bio- asfalta spēju izturēt intensīvu satiksmi un klimatiskos apstākļus.
Šie pozitīvie rezultāti var veicināt plašāku šādu videi draudzīgu risinājumu izmantošanu ceļu būvniecībā nākotnē. Par iegūtajiem rezultātiem tiek gatavotas publikācijas.
