Ze względu na szybki rozwój motoryzacji cały świat boryka się z problemem zagospodarowania odpadów gumowych. Z punktu widzenia ochrony środowiska największy problem stanowią zużyte opony samochodowe, gdyż stanowią one ok. 70% produkcji przemysłu gumowego. Od wielu lat trafiają one na składowiska, gdzie magazynowane w nieodpowiednich warunkach mają niekorzystny wpływ na środowisko (Horodecka, Kalabińska, Piłat, Radziszewski, Sybilski 2002).
Uchwalone przez Sejm w latach 2001-2002 ustawy dotyczące gospodarowania zużytymi oponami są zgodne z dyrektywami UE. Wprowadzona ustawa o odpadach zakazuje składowania całych oraz rozdrobnionych zużytych opon samochodowych na wysypiskach. Producenci podobnie jak importerzy opon oraz samochodów są zobowiązani do uzyskania wyznaczonych poziomów odzysku, a także i recyklingu zużytych opon samochodowych. Nie spełnienie tych wymagań związane jest z wysokimi karami, które producenci muszą zapłacić (Pyskło, Parasiewicz 2004). Problem jest bardzo poważny, zważywszy na to, iż tylko niewielki odsetek odpadów gumowych zostaje w należyty sposób zagospodarowany.
Te wartościowe produkty mogą znaleźć zastosowanie w wielu branżach, a w szczególności w budownictwie drogowym. Dodatek w postaci modyfikatora gumowego poprawia właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych (Kalabińska, Piłat, Radziszewski 2006). Po analizie wyników badań oraz danych literaturowych można stwierdzić, iż mieszanki mineralno-asfaltowe modyfikowane koncentratem gumowo-asfaltowym, wykazują znaczna poprawę właściwości i bezpieczeństwa jazdy, wpływają na obniżenie poziomu hałasu komunikacyjnego. Zwrócenie uwagi na potrzebę wykorzystania odpadów gumowych, przy jednoczesnym polepszeniu właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych, wskazuje na konieczność uwzględnienia aspektu ekologicznego przy wyborze technologii projektowania górnych warstw nawierzchni.
Sposoby wykorzystywania zużytych opon samochodowych – recykling materiałowy
W wyniku procesu technologicznego, jakim jest wulkanizacja, otrzymuje się produkt, którego parametry są nieodwracalne. W konsekwencji ponowne przetworzenie gumy jest procesem kosztownym, czaso- i pracochłonnym, a otrzymany recyklat ma gorsze właściwości od wyjściowego materiału (Pyskło, Parasiewicz 2004).
Istnieje wiele kierunków rozwiązania problemu zużytych opon samochodowych. Należą do nich: bieżnikowanie, odzysk energetyczny (stosowanie jako paliwa), ale najczęściej stosowany jest recykling materiałowy. Jest to jedna z podstawowych metod recyklingu odpadów gumowych bezpośrednio lub po ich odpowiednim przystosowaniu, np. rozdrobnieniu. Sam proces recyklingu odpadów gumowych jest znacznie trudniejszy niż innych odpadów, gdyż rozdrobniony produkt zawiera oprócz gumy również dodatkowe niekorzystne materiały, np.: metal czy tkaniny, które aby można wykorzystać pozyskaną gumę muszą zostać oddzielone.
Sam proces rozdrabniania polega na mechanicznym cięciu i rozcieraniu odpadów gumowych. Ze względu na wielkość oraz możliwość wykorzystania otrzymywane recyklaty możemy podzielić na (Pyskło, Parasiewicz 2001):
- pył gumowy (<0,2 mm), wykorzystywany do produkcji m.in. wycieraczek i dywaników samochodowych, pokryć dachowych, mat podłogowych itp.;
- miał gumowy (0,2 – 1,0 mm), wykorzystywany m.in. do produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych;
- granulat gumowy (1,0 – 10 mm), wykorzystywany m.in. przy izolacjach dzwiękochłonnych;
- grys gumowy (>10 mm), wykorzystywany m.in. przy powstawaniu placów zabaw, boisk sportowych itp.
Największym jednak zainteresowaniem przy produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych, cieszy się miał oraz granulat gumowy. Te dwa produkty powstałe z recyklingu odpadów gumowych w postaci zużytych opon samochodowych, znalazły zastosowanie i są wykorzystywane na całym świecie jako modyfikatory właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych. Oprócz wcześniej wspomnianych recyklatów na zainteresowanie zasługuje koncentrat gumowo-asfaltowy o zawartości gumy w granicach 30-35%, który polepsza właściwości mieszanek, a tym samym jest produktem pochodzącym z recyklingu.
Różnice w produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych wynikające z różnorodności zastosowanych modyfikatorów gumowych
Szereg dodatków powstałych z recyklingu opon samochodowych jest wykorzystywanych przy produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych. Z przeprowadzanych badań oraz analiz literaturowych (Kalabińska, Piłat, Radziszewski 2006 i 2000, Radziszewski 1994, Gaweł, Stepkowski 2003), na szczególną uwagę zasługuje miał gumowy, który stosowany jest w wielu krajach na całym świecie oraz koncentrat gumowo-asfaltowy. Analiza wyników badań oraz wiele artykułów zajmujących się tą tematyką wskazuje pozytywne aspekty modyfikacji mieszanek mineralno-asfaltowych modyfikatorami gumowymi (Radziszewski, Klabińska, Piłat 2000, Ziaja 2007).
Miał gumowy w przeciwieństwie do koncentratu gumowo-asfaltowego może być wprowadzany w procesie produkcyjnym do mieszanki bądź asfaltu. Znane są dwie metody dozowania tego rodzaju modyfikatora (Radziszewski 1994, Klabińska, Piłat, Radziszewski 2006):
- Metoda na sucho (ang.: dry system), jest metodą, która polega na dodawaniu gumy bezpośrednio do rozgrzanego kruszywa. Została ona opracowana w latach 60. w Szwecji i opatentowana pod nazwa „Rubit” (Pyskło, Parasiewicz 2004). Otrzymywany w ten sposób produkt jest zmodyfikowaną mieszanką mineralno-gumowo-asfaltową.
- Metoda na mokro (ang.: wet system) została opracowana w USA. Polega ona na dozowaniu do asfaltu miału gumowego. Temperatura asfaltu mieści się w granicach 1900C. Następnie razem z wprowadzonym do specjalnego mieszalnika miałem gumowym ulega połączeniu. Modyfikacji ulega sam asfalt, który w konsekwencji modyfikuje mieszankę mineralną. Czas niezbędny do dojrzewania tak powstałej mieszanki lepiszcza z gumą wynosi w zależności od kraju, w którym jest produkowany od 45 minut w Portugalii do 60, a czasami nawet 240 min w RPA (Paweł, Stępkowski 2003, Pyskło, Parasiewicz 2004).
W przypadku koncentratu gumowo-asfaltowego, modyfikator zostaje bezpośrednio wprowadzony w odpowiedniej ilości do mieszalnika maszyny. Istotną sprawą przy tego typu modyfikacji mieszanek jest jedynie zwiększenie czasu mieszania o niespełna kilka sekund w przeciwieństwie do procesu produkcji i modyfikacji mieszanek mineralno-asfaltowych miałem gumowym, gdzie mowa nawet o 4 godzinnym procesie dojrzewania mieszanki. Fakt ten wskazuje na dodatkowy pozytywny aspekt wykorzystania koncentratu gumowo-asfaltowego.
W obu przypadkach dodatki powstałe z recyklingu zużytych opon samochodowych mają ogromny wpływ na poprawę właściwości tak otrzymywanych zmodyfikowanych mieszanek mineralno-gumowo-asfaltowych.
Poprawie ulega:
- szorstkość nawierzchni (właściwości przeciwpoślizgowe),
- trwałość zmęczeniowa,
- odporność na spękania odbite,
- odporność na koleinowanie.
Mieszanki, które modyfikowane są materiałami pochodzącymi z recyklingu zużytych opon samochodowych znacznie poprawiają właściwości fizyko-mechaniczne mieszanek, wpływając bezpośrednio na poprawę bezpieczeństwa na drogach oraz ochronę środowiska. Dodatek w postaci modyfikatora gumowego ma też istotny wpływ na redukcję poziomu hałasu.
Danuta Binarsch-Aleksiun, SKANSKA S.A. Poznań, Polska
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
