Ingeniører driver innovation for at hjælpe med at fjerne plastaffald

Hvert år i USA, millioner af tons plastaffald kasseres og genanvendes ikke, fører til alvorlige miljøproblemer. I et forsøg på at hjælpe med at forhindre dette affald i at ende i miljøet, ingeniører ved University of Missouri samarbejder med Dow og Missouri Department of Transportation (MoDOT) for at teste blanding af plastaffald i asfaltbelægningsblandingerne for mulig brug på amerikanske veje og broer.

Asfaltbelægningsblandinger fremstilles typisk af en blanding af asfalt og andre materialer kaldet "aggregater, "såsom sten, sand eller grus, sagde Bill Buttlar, Glen Barton -stolen i fleksible fortove i Institut for Civil- og Miljøteknik. Han sagde, at den kemiske sammensætning af plast hjælper med at blive et godt produkt til vejbelægningsblandinger.

"Plast blev udviklet til at være holdbart og har en holdbarhed på hundredvis af år, "Buttlar sagde." Asfalt og plast er også kemisk ens, fordi de begge kommer fra råolie, så de kan blandes sammen. De er ikke helt kompatible, men det er tæt nok på, at ingeniører og kemikere kan samarbejde om at finde en brugbar løsning. "

Inde i Mizzou Asphalt Pavement and Innovation Lab, eller MAPIL, placeret i MU College of Engineering, ingeniører og studerende bestemmer, hvordan forskellige typer engangsbrug skal inkorporeres, polyethylenbaseret plastaffald i asfaltbelægning, herunder drikkeflasker, indkøbsposer og sugerør. Buttlar, laboratoriets direktør, sagde ideen om at bruge plastaffald i fortov udviklet gennem en række samtaler, han havde med Mizzou alumnus Jim Fitterling, formanden og administrerende direktør for Dow, et globalt materialevidenskabeligt selskab på 39 milliarder dollars, efter en rundvisning, som Fitterling havde af MAPIL -laboratoriet under et nylig besøg på kollegiet.

Fitterling glæder sig til at samarbejde med sit alma mater.

"Jeg sluttede mig til Dow for mere end 35 år siden, to uger efter eksamen fra Mizzou, "Fitterling sagde." Både dette firma og dette universitet har været en integreret del af mit liv. Så, Jeg værdsætter altid muligheden for at bringe de to sammen. Men, endnu mere end det, gennem dette projekt, Mizzou og Dow samarbejder om en innovativ løsning, der vil forbedre vores planet. Dette projekt passer perfekt i skæringspunktet mellem både Dow og University of Missouris formål og mission. I Dow, vi arbejder på at tackle nogle af de hårdeste udfordringer, vores verden står over for, som at afslutte plastaffald. Disse udfordringer vil kræve store problemløsere og stærke partnerskaber. Jeg ved, at vi får begge dele, når vi arbejder med University of Missouri College of Engineering. "

En test i den virkelige verden

MoDOT er begejstret for at begynde at se brugen af ​​genanvendt plast i asfaltbelægninger, sagde Dave Ahlvers, statsbyggeri og materialetekniker.

"Genbrugsmateriale er et vigtigt element i at levere et holdbart og økonomisk produkt, "Ahlvers sagde." Vi anvender i øjeblikket genanvendt asfalt, fortov, genbrugt asfalt helvedesild og malet dækgummi i vores blandinger. Udvidelse til at bruge plast reducerer den nødvendige mængde jomfrueligt materiale, hvilket er en vindende situation for miljøet og samlede omkostninger. "

MUs ingeniører og studerende får testet deres laboratorieudviklede blanding i et virkeligt miljø, når det påføres som et belægningsoverlæg, eller et nyt lag asfalt, til et forringet stykke vejbelægning, langs en strækning af Stadium Boulevard i Columbia fra College Ave. til U.S. Highway 63, hvor trafikken i gennemsnit er cirka 36, 000 biler om dagen. Buttlar sagde at bekræfte resultaterne, holdet bliver nødt til at observere det næsten to kilometer lange testområde i mindst et år, herunder en sommer og en vintersæson. Han sagde, at et belægningsoverlæg skulle vare i mindst et årti, eller omkring 12-15 år, inden det skal udskiftes, og genbrugsmaterialer som plast og dækgummi kan også forlænge belægningens levetid ved at øge både dets styrke og sejhed. Buttlar planlægger også at gennemføre langsigtet overvågning af Stadium Boulevard og fremtidige demonstrationsprojekter i partnerskab med MoDOT.

Testafsnittene på Stadium Boulevard vil også indeholde en kontrolsektion, eller område med en nuværende fortovsblanding, der almindeligvis bruges og godkendes af MoDOT, samt et yderligere testafsnit ved hjælp af en fortovsblanding, herunder en kemisk modificeret, genbrugsskrot dækgummi. Testen af ​​slibegummi gennemføres i samarbejde med en ekstra projektpartner, Asfalt Plus, LLC. Dette produkt forlænger vejens levetid, reducerer udgifter til vejbygning, og kunne forhindre bortskaffelse af millioner af skrotdæk i USA og Europa.

Opfylder de rigtige specifikationer

Inden en fortovsblanding kan anvendes i kommerciel målestok, der skal bruges af entreprenører, når de byder på vejprojekter, den skal først have en bestemt specifikation, der er godkendt af MoDOT, eller en anden stats transportmyndighed. Denne proces begynder i udviklingsfasen, når laboratorier som MAPIL hjælper med at skabe et produkt, og kan også fortsætte, når et felt demonstrationsprojekt er afsluttet, og entreprenører kan foretage yderligere innovation i deres egne laboratorier.

"Specifikationerne er et sæt krav og parametre, der er placeret i kontrakten, så et konsistent produkt kan produceres og bydes på af alle entreprenører, "Ahlvers sagde." Innovation giver MoDOT mulighed for at bruge vores finansiering mest effektivt, og vi håber, at vi kan gøre en forskel i at reducere plast, der kommer ind på lossepladser. "

At have miljøet i tankerne

Et centralt aspekt af dette projekt er at sikre, at det endelige produkt ikke forårsager en skadelig indvirkning på miljøet. Så Buttlar samarbejder med en af ​​hans kolleger i College of Engineering, Baolin Deng, at studere projektets miljøpåvirkning. Deng, professor i Institut for Civil- og Miljøteknik, har allerede hjulpet Buttlars team med elektronmikroskopitest og vandkvalitetstest, og Buttlar sagde indtil videre, resultaterne indikerer, at miljøpåvirkningen bør være ubetydelig.

"Alle har en fornemmelse af, at det her er en virkelig stor ting, "Sagde Buttlar." På den ene side, vi værdsætter plast, og vi drager fordel af dem, alligevel svømmer vi i plastaffald lige nu. Dette er klart en kritisk, global udfordring, hvor der i øjeblikket ikke er mange levedygtige løsninger til rådighed. I dette tilfælde, fortovet skal være holdbart, økonomisk og virkelig bæredygtig. Vi fokuserer nu på at studere livscyklus for plastaffald i fortovet for at sikre, at det er renere, mere bæredygtig tilgang, og jeg tror, ​​at alle fornemmer, at dette er en mulig løsning. "