Upotreba recikliranih guma za izradu asfaltnih mješavina

Ideja o primjeni gume u proizvodnji asfaltnih mješavina nije novijeg porijekla i veže se čak za 1840. godinu i pokušaje implementiranja elastičnih karakteristika gume u asfaltnu mješavinu kako bi se dobila trajnija konstrukcija.

Primjena otpadnih guma u vidu komadića vezuje se za sredinu 1960-ih godina i Čarlsa Mekdonalda. Mekdonald je dodavanjem komadića gume uspio da modifikuje bitumen i dobije vezivo koje je sadržalo inženjerske osobine oba materijala i nazvao ga guma-bitumen.

Mekdonaldova metoda postavila je osnovu za razvoj i drugih metoda primjene komada otpadne gume u modfikaciji veziva i mješavina, objedinjenje kroz postupak koji se naziva „mokri postupak“ (Wet process). Gotovo uporedo sa razvojem mokrog postupka, razvijao se još jedan oblik-postupak dodavanja otpadnih guma koji je podrazumijevao dodavanje komadića otpadne gume u vidu agregata čime je otpadna guma zapravo modifikovala samu asfaltnu mješavinu. Ovaj postupak razvijen je 1968.godine od strane dvije švedske kompanije „Skega AB“ i „AB Vaegfoerbaetringer“ i naziva se suvi postupak (Dry process).

Primjena otpadne gume u svijetu i regionu

Primjena otpadne gume u proizvodnji asfaltnih mješavina primjenjuje se širom SAD, Južnoj Africi, Australiji, a od evropskih zemalja treba istaći Portugal, Španiju, Italiju, Češku i Švedsku kao zemlje u kojima se najviše koristi, ali tu su i Francuska, Belgija, Njemačka, Austrija, Holandija. 

Od zemalja u regionu postoje podaci o izvršenim laboratorijskim ispitivanjima u Srbiji, a u Sloveniji je 2010. godine urađena test dionica na putu Ljubljana (Litijska) – Zadvor i 2013. godine test dionica na putu Divača-Kozina.

U Mađarskoj je bitumen modifikovan gumenim granulatom (nazvan CSRB-chemically stabilized crumb rubber bitumen) 2008. godine dobio nacionalno tehničko odobrenje za primjenu u putogradnji ( ÉME 13/2008 H1) , a postupak proizvodnje i proizvod su patentirani 2009. godine.

Guma kao sirovina

Za proizvodnju savremenih guma koristi se oko 200 različitih sirovih materijala. Najznačajniju komponentu gume za primjenu u proizvodnji asfaltnih mješavina predstavljaju elastomeri u vidu prirodne gume koja se dobija iz drveta kaučuka i sintetičke gume (butadien, stiren, neopren).

Prirodna guma je superiornija od sintetičke u pogledu elastičnih svojstava, a sintetička guma je mnogo stabilnija od prirodne u pogledu interakcije sa uslovima kakvi su vrijeme i temperatura – termička stabilnost. Druga značajna komponenta je čađ. Čađ se uglavnom koristi da poveća krutost u gazištu gume (u cilju poboljšanja trenja, kontrole abrazije i smanjenja akvaplaninga), ali i za poboljšanja fleksibilnosti i smanjenja temperature koja se prikuplja u zidovima gume.

Studije su pokazale da dodavanje čađi u mješavinu povećava izdržljivost veziva-bitumena. Ovakvo vezivo je više viskozno i obično zadržava deblji film oko agregata. Deblji film odlaže štetno dejstvo oksidacije i samim tim produžava vijek konstrukcije usled staranja

Ostale komponente gume su karbonska žica, zatim razna sintetička vlakna odnosno tekstili, antioksidansi i razni fileri.

Procenat ovih komponenti u gumi varira od proizvođača do proizvođača, kao i od toga da li se radi o automobilskoj ili kamionskoj gumi. Procenat pojedinih sirovina u gumama za putničke automobile i kamione dati su ispod.

Putnička vozila

Prirodna guma: 19%

Sintetička guma: 24%

Metali-žica: 12%

Vlakna-tekstil: 4%

Antioksidansi: 14%

Fileri: 26%

Kamioni



Prirodna guma: 34%

Sintetička guma: 11%

Metali-žica: 21%

Vlakna-tekstil: 0%

Antioksidansi: 10%

Fileri: 24%

Međutim, da bi se otpadna guma mogla koristi u proizvodnji asfaltnih mješavina potrebno je odvojiti sirovine koje se mogu ugraditi u asfaltnu mješavinu od onih koje to ne mogu. U sirovine koje se mogu ugraditi iz otpadne gume spadaju prirodna i sintetička guma i čađ, dok se žice i vlakna odbacuju. Ako se usvoji da je prosječna težina automobilske gume (dimenzije koje su najviše u upotrebi) 9 kg, od jedne automobilske gume dobija se oko 4,5 – 5 kg (Heitzman, 1992) sirovine za dalju upotrebu u proizvodnji asfaltnih mješavina. Dakle, otprilike polovina težine gume. 

Modifikator na bazi gume CRM (crumb rubber modifier)

Konačni proizvod koji se dobija iz otpadnih guma za modifikaciju bitumena i asfaltnih mješavina u literaturi se naziva „crumb rubber modifier“ – CRM (modifikator na bazi gume) i  proizvodi se u obliku zrna-čestica, sa maksimalnim zrnom veličine 4.75 mm. Treba napomenuti da CRM ne predstavlja samo puko sitnjenje automobilske gume uz odvajanje nepoželjnih sirovina već je u pitanju mnogo „finiji“ tehnološki proces proizvodnje od koga zavisi način primjene, ali i ispunjenost osnovnih zahtjeva koji omogućavaju kvalitetnu primjenu CRM-a u modifikaciji bitumena i asflatnih mješavina. 

Izvor: Pregled metoda primjene otpadnih automobilskih guma u proizvodnji asfaltnih mješavina i mogućnosti orimjene u Crnoj Gori

Autori: Ivan Božović, Katarina Mirković