Šta je modifikator na bazi gume i kako se proizvodi

Modifikator na bazi gume (crumb rubber modifier - CRM) je materijal koji se dobija od otpadnih automobilskih guma i koristi se za modifikovanje bitumena i asfaltnih mješavina. Proizvodi se u obliku čestica sa maksimalnom veličinom zrna 4,75 mm. Proizvodnja CRM od sirovina podrazumijeva primjenu posebne opreme i mehanizacije u okviru par metoda koje se danas koriste. Od metoda koje se koriste za proizvodnju CRM-a najviše se koriste ambijentalno mljevenje (brušene) i kriogenska metoda (metoda zaleđivanja-smrzavanja). 

Ambijentalno mljevenje

Ova metoda podrazumijeva proizvodnju CRM-a na ambijentalnoj, tj. sobnoj temperaturi. Zapravo, samo početak procesa proizvodnje započinje na sobnoj temperaturi, ali temperatura tokom procesa raste i dostiže vrijednosti i do 130 ˚C. U okviru ambijentalne metode postoji mogućnost primjene više različite opreme odnosno procesa sitnjenja. Ovi procesi odnose se na postupak sitnjenja, ali i na postupak odvajanja žice i vlakana od CRM-a što se vrši pomoću vazduha pod pritiskom ili vodom. 

CRM se proizvodi jednim od tri procesa i to:

• Granulatorski proces (granulator process) koji proizvodi zrna pravilnog oblika veličine od 9,5 mm do No.40 (sito sa promjerom otvora 0,425 mm).
• Proces mrvljenja (crackermill process) koji se najčešće koristi i proizvodi zrna nepravilnog oblika veličine od No. 4 (sito sa promjerom otvora 4,75 mm) do No. 40 (sito sa promjerom otvora 0,425 mm)
• Proces mikro mrvljenja (micro-mill process) proizvodi veoma fina zaobljena zrna veličine od No. 40 (sito sa promjerom otvora 0,425 mm) do No. 200 (sito sa promjerom otvora 0,090 mm).
• Sami postupak podrazumijeva ciklus sitnjenja i filtriranja i prikazan je na slici ispod.

Čestice gume koje se dobijaju ovim metodama obično imaju lomljen (sječen) oblik, grube teksture i sličnih dimenzija na sječenoj strani. Mašine za mljevenje rade na niskim brzinama i guma se obično obrađuje kroz dva do tri mlina kako bi se ostvarila radukcija čestica u veličini i one dodatno oslobodile od metalnih i fiber komponenata.

Kriogenska metoda

Kod kriogenske metode se sirovina iz otpadne gume (ili cijela guma) pomoću tečnog azota smrzava (obično između -87 do -198 ˚C) dok ne postane krta, kada se pomoću udarnog čekića (prese) razbija na sitne komadiće relativno malih specifičnih površina u odnosu na one dobijene ambijentalnim mljevenjem. Ovaj metod može da se primijeni u bilo kojoj etapi redukcije komada otpadne gume. Obično se kao sirovinski matrijal koriste komadi-čestice veličine 50 mm ili manje. Materijal se smrzava u komorama oblika tunela ili se potapaju u „kade“ tečnog azota. Ovim procesom se komadi gume usitnjavaju na čestice dimenzija u rasponu od 6 mm do sita No. 30. Proces proizvodnje prikazan je na slici ispod. 

Osnovni zahtjevi za CRM

Da bi bila moguća primjena u modifikaciji bitumena CRM mora da zadovolji određene uslove. Ovi uslovi definisani su standardima koji su upotrebi, a koji su pomenuti u uvodnom dijelu. Njima se definiše niz uslova, počevši od načina proizvodnje CRM, pa tako standard u Južnoj Africi (SABITA) podrazumijeva isključivo primjenu ambijentalne metode, nikako kriogenske. Standardima su takođe definisani i sirovinski sastav CRM-a, pa jedan od njih – „CALTRAN” definiše da CRM koji se koristi kao modifikator mora da sadrži 25±2% od ukupne mase visoko prirodne gume dok se preostalih 75±2% dobija od otpadne automobilske gume. 

Standardima su takođe definisani i granulacija, prisustvo vlage i štetnih materija, metala i vlakana. Prema ASTM D6114 (Američko Društvo za testiranje i materijale) ove karakteristike su definisane na sledeći način:

• Prisustvo vlage manje od 0,75 %,
• Relativna gustoća 1.15±0,05,
• Bez prisustva čestica obojenih metala,
• Ne više od 0.01% metala sa prisustvom gvožđa,
• Prisustvo vlakana (fiber) ne veće od 0,50% od ukupne mase,
• Maksimalno zrno veličine 2,36 mm (No 8).

Određivanje navedenih karakteristika definisano je takođe standardima. Jedan od takvih je i „California Test 385“ od strane Kalifornija DOT (Department of transportation). Ovim standardom definisani su postupci određivanja procenta žice-metala pomoću magneta, granulometrijskog sastava pomoću sita, prisustvo vlakana pomoću pincete kao i relativne gustine CRM-a.

Proizvodnja guma i njihova reciklaža - statistički podaci

Prema brojnim statističkim podacima koji se mogu pronaći na internetu godišnje se u svijetu proizvede preko milijardu komada guma, dok se odbaci oko 800 miliona. Problem deponovanja otpadnih guma poznat je širom svijeta i praktično ne postoji zemlja koja je ovog problema oslobođena. Otpadna automobilska guma je nepoželjna za deponovanje jer su kapaciteti deponija uvijek ograničeni, a otpadne gume taj prostor brzo popunjavaju i zazuimaju mnogo veći prostor od drugog otpada obzirom na procenat šupljina koji iznosi 75%.

Mnoge zemlje pronalaze rješenje u smanjenju broja otpadnih guma-deponija kroz reciklažu i ponovnu upotrebu, spaljivanje ili izgradnju saobraćajnica. Statistički podaci koje se tiču načina tretriranja otpadnih automobilskih guma procentualno se razlikuju iz godine u godinu i od izvora do izvora. Prema podacima iz SAD-a (US Tire Manufacturers Association) oko 43% otpadnih guma se spaljuje, oko 25% sitni (ground rubber), oko 16% deponuje, oko 8% koristi u građevinarstvu, a preostalih 8% u razne svrhe. 

U Crnoj Gori se prema podacima kojima raspolaže Direktorat za zaštitu životne sredine, a koji se opet oslanjanju na podatke dobijene iz auto-servisa godišnje uveze od 150 000 do 200 000 guma. Takođe, ovaj organ procjenjuje da se godišnje odbaci od 80000 do 85000 guma (oko 1000 t), koje završe na prijavljene ili neprijavljene deponije.

U Crnoj Gori je članom 49 Zakona o upravljanju otpadom donijeta uredba kojom se definiše način i postupak osnivanja sistema preuzimanja, sakupljanja i obrade otpadnih guma i rada tog sistema. Ovom uredbom je definisano da su ovi sistemi, odnosno preduzeća obavezna da od preuzetih guma 90% njih pripremi za ponovnu upotrebu. Prema podacima uzetih sa sajta Organizacije KOD u Crnoj Gori je 2013. godine preuzeto 5 000 tona guma (preko 400 000 komada), ali ništa od toga nije pripremljeno za ponovnu upotrebu. Ako se ovo uporedi sa prethodnim pasusom koji se tiče broja guma koje se godišnje odbace dolazimo do podatka da je sa količinom preuzetom od strane preduzeća 2013-e godine do danas u Crnoj Gori odbačeno 12000 tona guma odnosno gotovo 1.2 milona guma.

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

Autori: Ivan Božović, Katarina Mirković