Ponowne wykorzystanie kruszyw odpadowych w produkcji innowacyjnych płyt architektonicznych
Niebezpieczne odpady budowlane i rozbiórkowe – w tym beton, cegły, płytki i ceramika – stanowią ponad 10 % (lub około 335 milionów ton, według stanu na 2016 rok) wszystkich produkowanych w Europie odpadów. Materiał ten jest ponownie wykorzystywany w postaci niezwiązanego kruszywa (kawałków o wielkości kamyków) do zasypywania i podbudowy dróg, a czasami w postaci związanego kruszywa w betonie. Chociaż opcja przetworzenia na beton oferuje największą wartość dodaną, charakter cementu ogranicza możliwość jej zastosowania. Realną alternatywą byłoby zebranie najodpowiedniejszych odpadów budowlanych poprzez selektywną rozbiórkę, a następnie poddanie ich recyklingowi w połączeniu z nowymi substancjami wiążącymi. W ten sposób powstałaby wysokiej jakości płyta budowlana zgodna z założeniami gospodarki o obiegu zamkniętym. Zespół finansowanego ze środków UE projektu InnoWEE postanowił rozwinąć tę koncepcję. Naukowcy opracowali trzy rodzaje lekkich prefabrykowanych płyt budowlanych, a następnie przygotowali produkt do wprowadzenia na rynki. Każda z opracowanych płyt zwiększa efektywność energetyczną budynków, a w ich składzie znajduje się kruszywo z poddanych recyklingowi odpadów budowlanych i rozbiórkowych. Tak zwane płyty systemu ETICS mają wymiary 40 x 90 cm i są przeznaczone do montażu na fasadach. Do użytku zewnętrznego przeznaczone są również wentylowane płyty fasadowe, natomiast promiennikowe płyty sufitowe zostały opracowane z myślą o wnętrzach. Dwa ostatnie produkty mają kształt kwadratu o boku 59,5 cm, co jest standardowym rozmiarem w branży. Poza celami komercyjnymi naukowcy przeanalizowali różne rodzaje odpadów budowlanych i rozbiórkowych pod kątem ich przydatności, rozwoju płyt i oceny ich osiągów.
Geopolimer lepszy od cementu
Skład każdej płyty obejmuje kruszywo wykonane z wybiórczo przetworzonego gruzu budowlanego, który zastępuje nieekologiczne alternatywy pochodzenia naturalnego, które są trudne do pozyskania bez szkody dla środowiska. Kruszywo wiązane jest przy pomocy nowego geopolimeru opracowanego w ramach projektu. Geopolimer wiąże kruszywo jak cement, ale ma niższy ślad węglowy i jest bardziej trwały. „Geopolimer stanowi również warstwę wykończeniową, bez konieczności wykonywania dodatkowych tynków”, wyjaśnia koordynatorka projektu Adriana Bernardi. „Możliwa jest produkcja płyt o różnych fakturach powierzchni, które można zabezpieczyć bezbarwnym lub kolorowym lakierem wielofunkcyjnym”. Poddane recyklingowi kruszywo budowlane stanowi 50 % masy płyt. Do kruszywa dodaje się polistyren ekspandowany (EPS), ze względu na jego właściwości termoizolacyjne i niewielki ciężar. „Ze względu na zakres czasowy projektu EPS był praktycznie jedynym możliwym wyborem, który nie wiązał się z żadnymi dodatkowymi i ryzykownymi obciążeniami”, dodaje Bernardi. „Niemniej jednak, nie jest on ostatecznym wyborem, a w perspektywie średnioterminowej chcemy zastąpić EPS bardziej zrównoważonym materiałem, takim jak pianki nieorganiczne”.
W drodze do komercjalizacji
Poziom gotowości technologicznej produktu wzrósł z 3/4 do 6/7. Badania techniczne i środowiskowe potwierdziły doskonałe właściwości mechaniczne płyt, odporność na zamarzanie i inne czynniki środowiskowe, a także ich trwałość i wytrzymałość. Testy płyt fasadowych w różnych warunkach klimatycznych potwierdziły ich doskonałą izolacyjność cieplną i bezwładność w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami. Płyty wewnętrzne również wypadły lepiej niż konkurencyjne rozwiązania, zarówno pod kątem ogrzewania, jak i chłodzenia. W oczekiwaniu na pełną komercjalizację zespół będzie kontynuował promowanie produktów. Z racji tego, że spoiwa geopolimerowe są nowością, nie obejmują ich jeszcze normy europejskie. Z tego powodu członkowie zespołu złożą za pośrednictwem europejskich instytucji oceny technicznej, w tym Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego i Europejskiej Organizacji Aprobat Technicznych, wnioski mające na celu pokonanie barier ustawodawczych związanych ze stosowaniem geopolimerów.
Słowa kluczowe
InnoWEE, kruszywo z recyklingu, budownictwo, geopolimer, cement, płyta budowlana, ekologiczne płyty budowlane, odpady rozbiórkowe, efektywność energetyczna, gospodarka o obiegu zamkniętym
