Einführung
Weltweit wird etwas mehr als ein Kilogramm Abfall pro Person und Tag produziert, was Millionen Tonnen Hausmüll täglich bedeutet, die sich zersetzen, Treibhausgase in die Atmosphäre abgeben und das Grundwasser verschmutzen; sie sind außerdem Brutstätten für Infektionsträger, verursachen schlechte Gerüche und Umweltbelastungen, was die festen Siedlungsabfälle (RSD) zum zweitgrößten Umweltproblem der Welt macht.
Im Jahr 2006 entwickelte und patentierte das Unternehmen Tratamiento y Gestión de Residuos Ltda (Tryger) eine Technologie zur industriellen Behandlung dieser Abfälle (TI/RSD), die sie physikalisch, chemisch und biologisch inertisiert und in ein inertes und unschädliches Produkt verwandelt: Drux.
Nachdem das Thema der RSD gelöst wurde, wurde weiter an der Forschung und Entwicklung (F&E) zu alternativen Verwendungsmöglichkeiten für Drux gearbeitet, indem es als neues Produkt auf dem Markt verstanden wird (3). Es ist zu beachten, dass seine Produktion massiv ist, denn obwohl es die gesamten RSD um 50 % reduziert, wird es weiterhin aus einem sehr großen Volumen dieser gewonnen.
Die Untersuchungen müssen verschiedene Nutzungsalternativen umfassen, um in ihrer Gesamtheit, angesichts des massiven Abfallvolumens, ein perfektes und vollständiges Recycling des Hausmülls zu gewährleisten und so das Grundprinzip einer Kreislaufwirtschaft zu erfüllen. Es wurde beschlossen, zunächst den Straßenbau zu untersuchen, da dieser aufgrund seiner Dimensionen große Volumina erfordert. Laut Studien der Straßenbehörde hat Chile 82.000 Kilometer Straßennetz, von denen nur 21 % asphaltiert sind, das sind 17.220 km Asphalt. In den Vereinigten Staaten bestehen 94 % der Straßen aus diesem Material und in der Europäischen Union 90 %.
Forschung
Ziel dieser Untersuchung ist es, die Machbarkeit der Einbeziehung von Drux in die Zusammensetzung von Asphalt als Ersatz für das Gesteinsmehl zu untersuchen. Beton wurde verworfen, da er sich nicht gut mit großen hygroskopischen Massen verhält. Es wurde Kontakt mit dem Nationalen Straßenlabor des Ministeriums für öffentliche Arbeiten (LNV/MOP) von Chile aufgenommen. Nach einer Reihe von Vorgesprächen schlug der Direktor des LNV/MOP vor, die Tests unter den ungünstigsten Bedingungen durchzuführen, das heißt, mit dem maximalen Anteil an organischem Material innerhalb des Variabilitätsbereichs der RSD von Chile: 60 % organisches Gesamtmaterial.
Eine Drux-Probe wurde in der Pilotanlage von Villarrica aus Müll vorbereitet, der an einem Montag von den Müllwagen gesammelt wurde. Eine grobe Analyse dieser Abfälle ergab die folgende Zusammensetzung der gesammelten Probe.
Zu diesen 56,25 kg wurden nach einer Mahlzeit von 1 Stunde und 12 Minuten 5,5 kg Additivmischung hinzugefügt, wodurch nach dem Trocknen ein feines und trockenes Drux erhalten wurde, das aus den in Tabelle 1 angegebenen RSD gewonnen wurde. Das trockene Drux wurde in 25-Liter-Kunststoffbehältern verpackt und an das LNV/MOP zur Verwendung in den Tests geschickt.
Bild 1 Trockener Drux, produziert in der Pilotanlage von Villarrica
Die Studie wurde 2014 in den Räumlichkeiten des Nationalen Straßenlabors des Ministeriums für öffentliche Arbeiten von Chile (LNV/MOP) durchgeführt.
Für die Studie wurde eine heiße Asphaltmischung des bereits bekannten und vom LNV/MOP validierten Deckschichtdesigns verwendet, die in diesem Bericht als Standardmischung bezeichnet wird und die granulometrische Bandbreite IV-A-12 erfüllt, die in Tabelle 5.408.201.F des Straßenhandbuchs Band 5 festgelegt ist.
Die Zusammensetzung der Standardmischung ist in der folgenden Tabelle Nr. 2 angegeben.
Basierend auf dem Design der Standardmischung wurden die Prozentsätze der Einbeziehung des Nebenprodukts Drux, das aus Hausmüll (RSD) mit 60 % organischem Material hergestellt wurde, in 0, 5, 7, 10, 12, 15, 18 und 20 % in Bezug auf das Gewicht des Gesteins untersucht. Dieses Verfahren wurde angewendet, damit die resultierende Mischung (Gestein + Drux) die granulometrische Bandbreite IV-A-12 erfüllt, die einer halbdichten Granulometrie entspricht, die in Tabelle 5.408.201.F des Straßenhandbuchs Band 5 festgelegt ist.
Eine heiße Asphaltmischung wurde hergestellt, bei der die eingearbeiteten Prozentsätze von Drux den Gesteinsstaub ersetzten.
Bild Nr. 2 Mischung aus Zuschlagstoffen + drux
Die nach der Marshall-Methode hergestellten Proben mit zunehmenden Prozentsätzen von Drux, das aus Haushaltsabfällen (RSD) mit 60% organischem Material hergestellt wurde, wurden den folgenden Tests unterzogen: Dichte, Fließverhalten und Stabilität sowie die Messung des Steifigkeitsmoduls (Mpa) gemäß der Norm UNE - EN, 12697-26, Anhang C bei den Prüftemperaturen von 15ºC und 25ºC.
Die Analyse jedes Drux-Prozentsatzes wurde durch die Herstellung von drei Proben pro Punkt durchgeführt.
Da die Dichte von Drux niedrig ist, hängt sein Verhalten in der Mischung von seinem Anteil an eingearbeitetem Material ab. Je höher der Drux-Anteil, desto geringer die Dichte in der Mischung.
Ergebnisse
Gemäß dem Ergebnis dieser Studie wird in der Asphaltmischung maximal 10% verarbeiteter Abfall (Drux, hergestellt mit 60% organischem Material) akzeptiert, ohne seine mechanischen Eigenschaften zu verändern. Damit werden die Spezifikationen der Tabelle 5.408.203.A des Straßenhandbuchs Band 5 erfüllt, um als Deckschicht verwendet zu werden.
In Bezug auf Volumen ist für die Deckschicht einer Asphaltstraße mit zwei Fahrspuren, 7 Meter Breite, 6 cm Dicke und 1 km Länge die Verwendung von 420 Kubikmetern heißer Asphaltmischung erforderlich, deren Gewicht 630 Tonnen beträgt. Dann werden 63 Tonnen Drux pro km nur für die Deckschicht einer zweispurigen Straße benötigt.
Unter Berücksichtigung, dass die Produktion von 63 Tonnen Drux die Verarbeitung von etwas mehr als 100 Tonnen Abfall erfordert und dass diese Gesamtmenge die ist, die täglich in einer Stadt mit etwa 50.000 Einwohnern produziert wird, wird geschlossen, dass 1 km Deckschicht eines Asphaltstraßenbelags in der Lage ist, den gesamten an einem Tag von einer Stadt dieser Größe erzeugten Abfall aufzunehmen.
Trotz dieser günstigen Laborergebnisse werden weiterhin Tests durchgeführt, um das mechanische Verhalten der Mischung im Vergleich zur Standardmischung zu messen, nämlich Ermüdungstests, Spurrinnentests und Wasserempfindlichkeitstests (TSR).
Die Studie wird mit der Durchführung eines Testabschnitts in einem Asphaltstraßenbauvertrag abgeschlossen, der es ermöglicht, das Verhalten dieser Mischungen im Laufe der Zeit im Feld zu beobachten.
Schlussfolgerung
Der Bau von Asphaltstraßen mit einem 10%igen Anteil an Drux stellt ein perfektes Recycling dar, wie es die Kreislaufwirtschaft postuliert, da die Gesamtheit der RSD der Stadt wiederverwendet wird, ohne dass eine Trennung der Abfälle erforderlich ist.
Die Einbeziehung von verarbeitetem Abfall, der einen hohen Anteil an organischem Material enthält, Drux, in Asphaltmischungen ist ein großer Fortschritt für den Umweltschutz, da dies bedeutet, Deponien zu reduzieren, zum Straßenbau beizutragen und nachhaltige Beläge zu schaffen.
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