Исследовательский проект Вторая жизнь автомобильной шины

13

ВТОРАЯ ЖИЗНЬ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ

Исследовательский проект

Автор: Ялалов Андрей,

4-А класс, МБОУ «СШ №14»,

г.Нижневартовск, ХМАО-Югра

Руководитель: Максименко Оксана Николаевна,

учитель начальных классов,

МБОУ «СШ №14»,

г.Нижневартовск, ХМАО-Югра

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………………………………2 - 3

2. Основная часть.

1. Теоретическая

   1. История появления автомобильных шин……………………………………………..3 - 4

2. Практическая часть.

2.1. Анкетирование детей и взрослых на наличие и хранение

использованных автомобильных шин…................................................................................5 - 6

2.2. эксперимент 1 - доказывающий, что нельзя использовать подержанные автомобильные покрышки для украшения детских площадок и дачных участков………………………………………………………………..6 - 7

2.3. эксперимент 2 - доказывающий, что нельзя использовать подержанные автомобильные покрышки для украшения клумб города и дачных участков…………………………………………………………………………………………..7 2.4. эксперимент 3 - доказывающий, что резиновая крошка от шин притягивает разлитую нефть…………………………………………………………………………………………..7 - 8 2.5. эксперимент 4 - доказать, что возможно использовать автомобильные шины с пользой для человека и без вреда для окружающей среды………………………………………………………………8-9

III. Заключительная часть

1. Выводы исследования…………………………………………………………………………10-11

IV. Список литературы………………………………………………………………………………12

I Введение

Актуальность

Летом, с родителями мы ездили на озеро отдыхать. По дороге я обратил внимание на огромную свалку автомобильных шин. Папа объяснил мне, что это использованные шины, что пользоваться ими больше нельзя и их вывозят на полигон, где и складируют.

В городе очень много машин, а с каждым годом их становится ещё больше. Из интернета я узнал, что в городе ежегодно образуется около 16 тысяч отработанных автопокрышек. Сжигать их нельзя из-за того, что при этом в атмосферу выделяются токсичные компоненты, а для захоронения в землю большого количества покрышек необходимы значительные площади и немалые финансовые затраты. Что же нас ожидает в будущем? Экологи утверждают, что такие свалки вредны для города и настаивают на их уничтожении. Что же могут сделать люди, и какой вклад могу внести я, чтобы экология нашего города стала чище?

Гипотеза

Если найти применение изношенным шинам, то экологическая обстановка в городе улучшится, город станет более привлекательный, повысится уровень его благоустройства.

Цель: изучить свойства использованных шин и найти им применение, не приносящее вреда человеку.

Задачи исследования:

1. Изучить историю появления автомобильных шин.

2. Изучить наличие и хранение использованных автомобильных шин в семьях одноклассников.

3. Исследовать свойства использованных автомобильных шин (полезные и вредные для человека и окружающей среды).

4. Представить свои исследования ученикам, учителям и родителям школы.

Объект исследования: использованные автомобильные шины.

Предмет исследования: свойства использованной автомобильной шины.

Методы исследования: изучение литературы, анкетирование, анализ, эксперимент (фото-фиксация), наблюдение, сравнение, обобщение.

Исследование проходило в несколько этапов:

1 этап (октябрь) - изучение истории появления автомобильной шины из литературы и интернета;

2 этап (ноябрь) - проведение анкетирования среди детей и взрослых на наличие в их семье автомобиля и хранение и использование старых автомобильных шин.

3 этап (декабрь, январь) - исследование свойств использованных автомобильных шин (полезные и вредные для человека и окружающей среды ).

4 этап (февраль) - представление исследования учителям, ученикам и родителям школы.

II. Основная часть

1.Практическая часть

1. Из истории появления шин

Автомобильная шина - один из наиболее важных элементов колеса, представляющая собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод диска. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорогой, предназначена для смягчения колебаний, вызываемых неровными дорогами.

Первая в мире резиновая шина была сделана Робертом Уильямом Томсоном. (Приложение стр. I) 10 июня 1846 года.

Колеса тогда представляли собой деревянный обод, снаружи обитый металлом, с деревянными спицами. Шина состояла из камеры и наружного покрытия и крепилась на обод с помощью болтов. Для изготовления камеры бралась пропитанная натуральным каучуком или специальным раствором плотная ткань. Снаружи камера закрывалась покрышкой, сшитой из кусков кожи. Она предотвращала преждевременный износ шины. Можно было констатировать, что появилось крупное изобретение!

После смерти Томсона в 1873 году «воздушное колесо» было забыто, хотя образцы этого изделия сохранились.

В 1888 году идея усовершенствования шины возникла вновь. Новым изобретателем был шотландец Джон Данлоп, Он придумал в 1887 году надеть на колесо трёхколёсного велосипеда своего 10-летнего сына широкие обручи, сделанные из шланга для поливки сада, и надуть их воздухом. Так появилась пневматическая шина. Камера из резины крепилась на обод металлического колеса со спицами обматыванием её вместе с ободом прорезиненной плотной тканью, образующей каркас шины, в промежутках между спицами.

В 1890 году молодой инженер Чальд Уэлтч предложил отделять камеру от покрышки, вставлять в края покрышки проволочные кольца и сажать на обод, который впоследствии получил углубление к центру (ручей обода). Тогда же англичанин Бартлетт и француз Дидье изобрели вполне приемлемые способы монтажа и демонтажа шин. Всё это определило возможность применения пневматической шины на автомобиле. С установкой пневматических шин существенно улучшились плавность хода, проходимость автомобилей, хотя первые шины были ненадёжны и не приспособлены к быстрому монтажу.

В дальнейшем основные изобретения в области пневматических шин были, прежде всего, связаны с повышением безотказности и долговечности их, а также с облегчением монтажа-демонтажа.

Над процессом создания шины работают шинные химики и конструкторы, от которых зависят секреты шинной рецептуры. Основными материалами для производства шин являются резина. Химический состав резиновой смеси очень богатый.

В состав резиновоё смеси входит:

1. Каучук. Бывает натуральный и искусственный. На территории СССР нет возможности получать натуральный каучук из растений, поэтому у нас используется искусственный.

2. Технический углерод. Добрая треть резиновой смеси состоит из промышленной сажи.

3. Кремниевая кислота. Она улучшает сцепление шины с мокрой поверхностью дороги.

4. Масла и смолы.

5. Сера. Превращается в эластичную и прочную резину.

6. Вулканизационные активаторы, такие как оксид цинка и стеариновые кислоты.

7. Экологические наполнители. Новая и ещё не распространённая технология предполагает собой применять в смеси протектора крахмал из кукурузы (в перспективе картофеля и сои).

Мне не все названия химикатов знакомы, но я чувствую, что они не полезные для человека и окружающей среды.

2. Практическая часть

   1. Итоги анкетирования среди детей и взрослых на наличие и хранение использованных автомобильных шин.

Я провёл анкетирование среди учащихся 4-ых классов (120 учеников).

Оказывается, что 99 семей из 120 имеют автомобиль, причём 21 семья имеет два автомобиля, а 21 семья не имеет машины. Большинство опрошенных производят смену автомобильных покрышек в 2 года один раз или в несколько лет раз. Половина семей выбрасывает использованные автомобильные шины на городскую свалку, но вторая половина хранит их на даче, в гараже и даже на балконе в квартире. Треть опрошенных утверждают, что использованные шины можно использовать с пользой, и приблизительно столько же опрошенных утверждают, что они вредны для человека и окружающей среды.

2.2.Эксперимент № 1. Доказывающий, что нельзя использовать подержанные автомобильные покрышки для украшения детских площадок и дачных участков.

Летом, когда я ездил к бабушке, соседи установили нам огромную шину и наполнили ее песком. В ней мы проводили много времени. Также из них были сделаны красивые поделки, которыми моя бабушка украсила территорию огорода. Ещё я видел их на детских площадках и на участках в детских садах.

Мы с папой решили сделать самостоятельно что-то из шины для своего огорода. Папа принес домой с гаража использованную шину и работа закипела.

В процессе работы, при нагревании резины, я заметил, что в квартире появился стойкий и едкий запах. Спустя какое-то время мама пожаловалась на головную боль. Мы с папой постарались скорее закончить свою работу. Раскрасить поделку мы решили позднее.

Головная боль у мамы проходила очень медленно, и я подумал, что это из-за запаха резины в квартире. Моя бабушка медицинский работник, и она мне объяснила, что резина состоит из соединения многих химических веществ, которые при изменении температуры могут выделять неприятный запах, и вдыхая его это вызывает отравление организма.

Я сделал вывод, что использованные автомобильные покрышки - опасная часть автомобиля для организма человека. При нагревании шины на солнце выделение токсинов происходит еще больше. И даже если резина не эксплуатируется, она все равно выделяет вредные химические вещества, поэтому использовать поделки из шин на детских площадках и дачах нельзя.

2.3.Эксперимент № 2. Доказывающий, что нельзя использовать подержанные автомобильные покрышки для украшения клумб города и дач.

Без сомнений, клумбы из резиновых покрышек смотрятся красиво. Но у меня возник вопрос: не вредит ли резина растениям, так как человеку.

Чтобы убедиться в этом, я взял два одинаковых растения и в один горшок насыпал в землю резиновую крошку, а второй остался в обычной земле. Полил оба цветка и наблюдал за изменениями.

Через 7 дней цветок с резиновой стружкой в почве значительно изменился. Он не погиб полностью, но его листья заметно ослабли и наклонились на стенки горшка, и листья местами начали темнеть.

Вывод:

Я понял, что лежащие шины на земле выделяют отравляющие вещества, которые попадая в почву, ведут к медленной гибели растительного мира вокруг них. Использовать автомобильные шины как клумбы нельзя.

2.4.Эксперимент № 3. Доказывающий, что резиновая крошка от шин притягивает разлитую нефть.

Когда мы ходили с родителями в лес, я обращал внимание на темные, масляные лужи и пятна на земле. Родители мне объяснили, что это пятна от разлива нефти и такие разливы происходят нередко в нашем нефтяном крае. Растительность на месте разливов погибла.

Я задумался над тем, как же помочь экосистеме при такой проблеме? Изучив много информации по этому вопросу я узнал, что есть такие вещества называемые СОРБЕНТАМИ, с помощью которых можно производить очистку поверхности от нефти и нефтепродуктов. Есть синтетические сорбенты, которые работают как губка, впитывая в себя. К ним относятся синтетические каучуки и резины, выполненные в виде порошка, т.к. главное требование сорбента это плавучесть.

Убедится в этом я хотел самостоятельно, и для этого мне понадобилась резиновая крошка из подержанных автомобильных шин. Совершенно неожиданно для себя я узнал, что мой дядя может помочь и дать мне ее. От него я узнал, что она бывает разной фракции - крупная (5-10 мм), средняя (2-5 мм) и мелкая (0,1-2 мм). Ее получают путем измельчения старых автомобильных шин на специальном оборудовании. Мне дали крошку мелкой и средней фракции.

Я взял два стакана с водой и добавил в них одинаковое количество воды и нефти. Сначала я попытался собрать нефть с поверхности воды лопаточкой, но это оказалось очень неудобно, и собрать ее полностью не получилось.

Тогда я добавил по 1 чайной ложке резиновой крошки, в один стакан мелкой фракции, в другой стакан средней фракции и стал наблюдать за тем, что происходило в стаканах.

Нефть сразу притянулась к кусочкам резины в обоих стаканах. Но дальнейшие реакции уже отличались. В стакане с резиной более мелкой фракции поверхность воды значительно была чище, чем в стакане с крупной фракцией резины.

Спустя несколько минут я попытался очистить поверхность воды от резины и нефти. Это получалось намного лучше и быстрее, чем без резины.

Я увидел, что в том стакане, где была резиновая крошка мелкой фракции поверхность воды более чистая, чем в стакане с крошкой средней фракции. В представленных образцах стаканов видно, что на ободок нефти в стакане с резиной более крупной фракции толще, чем в стакане, в котором была резина мелкой фракции.

Выполняя опыт с резиновой крошкой, чувства недомогания у меня и у мамы не возникло. Разве в виде крошки она не токсична? На этот вопрос я нашел ответ в интернете. Оказывается, что в процессе получения резиновой крошки она подвергается многократной обработке, при этом используется особая технология холодного прессования, что делает ее не токсичной.

Вывод:

Резиновая крошка использованной автомобильной шины может широко применяться в качестве сорбента при разливах нефти. Оптимальным размером для максимального сбора разлитой нефти, является резиновая крошка средней фракции.

2.5.Эксперимент № 4. Доказать, асфальт с добавлением резиновой стружки практичней.

После того, как я провели этот опыт, я задумался, куда деть крошку, которую мы достали из стаканов? Я задался вопросом, а куда ее девают в реальной жизни, если производят очистку?

Папа мне сказал, что после сбора нефти эта крошка может использоваться как наполнитель для дорожного покрытия, в основе которых лежит цементная смесь. В это лето мы планировали заасфальтировать дорожки на даче. Вот я и решил узнать какой состав смеси практичней.

Для этого я взял сухой цемент и две емкости. В каждую из них я насыпал цемента, и в одну из них добавил резиновой крошки. Она составляла 1/4 массы цемента. Потом смешал с водой, и оставил сохнуть при комнатной температуре на 2 суток.

Через 2 дня я вынул готовые формы с емкости. Они не отличались по внешнему виду и на ощупь.

Потом на сутки я вынес их на балкон. После того как занес снова домой внешних изменений никаких не было. Далее на сутки я поставил их на батарею с горячим отоплением, и снова никаких внешних изменений не произошло.

После этого я решил испытать ее на прочность. Сначала я встал на плитку без добавления резиновой крошки. Первое, что я услышал это звонкий треск. И под стопой образовалась глубокая трещина. Встав на плитку, в которой добавлена резиновая крошка, треска не было, и в результате образовалась неглубокая микротрещина.

Чтобы проверить плитку на ударопоглощение, я взял одинаковые куски плитки и бросил их с высоты 15 см. Плитка без резиновой крошки сломалась на несколько кусков. Плитка в которой была резиновая крошка не сломалась, а дала маленькую трещину.

При постукивании молотком по каждой плитке, звук от плитки с резиновой крошкой был более глухой и тихий.

Вывод:

Добавление резиновой крошки значительно увеличивает ее прочность и ударопоглощение и звукоизоляцию. А это значительно увеличивает срок ее службы при использовании. Отсутствие изменений на плитке при низкой и высокой температуре позволяет сделать вывод, что ее можно использовать как при холодном, так и жарком климате.

2.4.Эксперимент № 5. Доказать, что возможно использовать автомобильные шины с пользой для человека и без вреда для окружающей среды.

Уже заканчивая свою исследовательскую работу, я узнал от своего дяди, что из резиновой крошки от автомобильных покрышек можно изготавливать резиновые дорожные плитки. Оказывается, мой дядя начинал этим заниматься и хорошо знает технологию изготовления таких плиток.

Меня очень заинтересовало это, и я решил попробовать сам сделать тротуарную плитку.

Дядя подробно объяснил мне, как производится плитка, дал материалы для этого, и дома мы с родителями приступили к работе.

На первом этапе нам предстояло смешать резиновую крошку со специальным клеем, предназначенным специально для изготовления таких плиток. Потом я повторил эту процедуру, но во второй раз добавил еще специального красителя, у меня он был красного цвета.

Получив две клейкие массы черного и красного цвета, я их оставил сохнуть на 24 часа при комнатной температуре. Через 24 часа достал их и увидел, что они высохли, но при этом были упругие и прочные. Я придал им вид прямоугольника, обрезав ножом все лишние края. Согнул плитку и увидел, что она прочная, но в тоже время упругая и гибкая.

Моя плитка чуть отличалась от образца, который мне дал для примера мой дядя. Но в целом я считаю, что у меня все получилось.

Такие плитки чаще используют, покрывая ступеньки с целью противоскользящего эффекта. Покрывают дорожки, игровые площадки.

Вывод:

Использование резиновой крошки в производстве дорожных покрытий может приносить не только эстетическую красоту, но так же благодаря своей гибкости, мягкости и прочности она является средством безопасности на детских площадках, лестницах.

В итоге я проанализировал результаты всех исследований.1)Выделение токсинов.

2)Недолговечность

Изготовление клумб

1)Эстетичность.

1)Ухудшает рост растений.

2)Занимает много места.

Очищение разливов нефти

1)Притягивает нефть к себе.

2)Помогает лучше собрать нефть.

нет

Изготовление асфальта с добавлением резиновой крошки.

1)Прочный.

2)Антиударный.

3)Обладает звукоизоляцией.

4)морозо- и теплостойкий

нет

Изготовление резиновой половой плитки.

1)Эстетичность.

2)Практичность.

3)противоскользящий эффект.

нет

III. Заключительная часть

Выводы исследования

Я сделал вывод, что использованные автомобильные покрышки - опасная часть автомобиля для организма человека и окружающей среды. Изготавливать из них красивые фигуры и клумбы нельзя. Считаю, что город надо украшать безвредными для человека и природы материалами. Там где есть такие сооружения, я не буду гулять сам и не позволю своему младшему брату.

Но если жители нашего города при асфальтировании тропинок на своих дачах будут добавлять резиновую крошку или изготавливать резиновые плитки, а нефтяные организации очищать разливы нефти, используя стружку из автомобильных шин, экология нашего города станет чище, свалка автомобильных шин уменьшится.

Таким образом, моя гипотеза подтвердилась частично.

Со своим проектом я выступил перед учениками, учителями и родителями нашей школы. Уверен, что моя тема исследования многих заинтересовала. У меня появились единомышленники.

Список литературы:

• Большая Советская Энциклопедия

• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

• mosaica.ru/news/obshchestvo/2012/07/16/21730-0

• www.findpatent.ru/patent/235/2353603.html

• hydromet.com.ru/rezinovaja-kroshka-1

• xn----ctbibbihdr0albcnfm8a3m.xn--80adxhks/

• greenologia.ru/othody/sinteticheskie/rezina/rezinovoj-kroshki.html

• hmhome.ru/2012/06/24/kreativnye-idei-ispolzovanie-avtomobilnyx-shin/

• umelye-ruchki.ucoz.ru/publ/prochee/plastikovaja_butylka/ispolzovanie_starykh_pokryshek/55-1-0-1818

• www.ec-t-o.ru/problemy-ekologii/avtomobilnye-pokryshki/

• www.gorod.cn.ua/news/gorod-i-region/19001-shiny-vo-dvorah-estetichny-no-opasny.html

• www.kumertime.ru/2012/07/avtomobilnye-shiny-opasno/

• www.teleport2001.ru/alfa-teleport/2015-04-15/62194-avtomobilnye-otrabotannye-shiny-opasny-dlya-zdorovya.htmlЭ</</p>