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ゴミ、ドラックス、アスファルト:循環型経済モデル

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Ing. Jose Alberto Ochoa D y Rodrigo Uribeによって12/09/2024で
タグ:
廃棄物管理
リサイクル素材
アスファルト混合物

導入

世界では、一人当たり1日あたり1キログラム以上の廃棄物が生産されており、これは毎日何百万トンもの家庭ゴミが分解し、温室効果ガスを大気中に放出し、地下水を汚染していることを意味します。また、感染症の媒介者の繁殖地、悪臭、環境負荷となり、家庭廃棄物(RSD)は世界で2番目の環境問題となっています。

2006年に、Tratamiento y Gestión de Residuos Ltda(Tryger)社は、これらの廃棄物を物理的、化学的、生物学的に不活性化し、無害で無害な製品に変える技術(TI/RSD)を開発(1)し、特許を取得(2)しました。この製品は「drux」と呼ばれます。

RSDの問題が解決された後、druxを市場で利用可能な新製品として理解し、代替用途についての研究開発(I+D)を続けています。druxの生産は大量であり、RSD全体を50%削減するにもかかわらず、依然として大量のRSDから得られるためです。

研究は、廃棄物の大量を考慮し、完全かつ総合的なリサイクルを保証するために、さまざまな使用の選択肢をカバーする必要があります。まず、規模が大きいため大量の材料を必要とする道路建設を調査することにしました。道路局の調査によると、チリには82,000キロメートルの道路網があり、そのうち21%(17,220キロメートル)がアスファルトで舗装されています。アメリカでは94%、欧州連合では90%の道路がこのタイプの材料を使用しています。

研究

この研究の目的は、アスファルトの組成において岩粉の代わりにdruxを組み込む可能性を検討することです。コンクリートは大きな吸湿性のある塊と相性が悪いため、除外されました。チリの公共事業省道路局(LNV/MOP)と連絡を取り、事前の一連の会議を経て、LNV/MOPのディレクターは、チリのRSDの変動範囲内で最大60%の有機物を含む最も厳しい条件で試験を行うことを提案しました。

月曜日に収集されたゴミからビジャリカのパイロットプラントでdruxのサンプルを準備しました。これらの廃棄物の粗い分析により、収集されたサンプルの組成が明らかになりました。

 

これらの56.25 kgに、1時間12分間の粉砕後に5.5 kgの添加剤混合物を加え、乾燥後に細かく乾燥したdruxを得ました。これは、表1に示されたRSDから得られたものです。乾燥したdruxは25リットルのプラスチック容器に詰められ、試験のためにLNV/MOPに送られました。

画像1 ビジャリカのパイロットプラントで生産された乾燥drux

この研究は、2014年にチリの公共事業省道路局(LNV/MOP)の施設で行われました。

この研究を行うために、LNV/MOPによって既に知られ、検証された舗装設計の熱アスファルト混合物が使用されました。この報告書では、標準混合物と呼ばれ、道路マニュアル第5巻の表5.408.201.Fに定められた粒度分布IV-A-12に適合しています。

標準混合物の組成は、以下の表2に示されています。

標準混合物の設計に基づいて、家庭廃棄物(RSD)から作られたdruxの組み込み率を、アグリゲートの重量に対して0%、5%、7%、10%、12%、15%、18%、20%で研究しました。この手順は、得られた混合物(アグリゲート+drux)が、道路マニュアル第5巻の表5.408.201.Fに定められた半密粒度分布IV-A-12に適合するように行われました。

ドラックスの割合を取り入れたホットアスファルト混合物が、岩粉の骨材を置き換える形で作成されました。

画像番号 2 骨材 + drux の混合

家庭ごみ(RSD)から作られた60%の有機物を含むドラックスの割合を増やして準備されたマーシャル試験片に対して、密度、流動性、安定性の試験が行われ、さらに剛性モジュール(Mpa)の測定がUNE - EN, 12697-26, 附属書Cに従って15ºCと25ºCの試験温度で行われました。

各ドラックスの割合の分析は、各ポイントで3つの試験片を作成することによって行われました。

 

ドラックスの密度が低いため、混合物での挙動はその材料の取り入れ割合に依存します。ドラックスの取り入れが多いほど、混合物の密度は低くなります。

 

結果

この研究の結果によれば、アスファルト混合物において、機械的特性を損なうことなく最大10%の処理されたごみ(60%の有機物を含むドラックス)が受け入れられます。これにより、舗装の表層として使用するための道路マニュアル第5巻の表5.408.203.Aの仕様が満たされます。

体積の観点から、アスファルト道路の舗装の表層、2車線、幅7メートル、厚さ6センチメートル、長さ1キロメートルには、420立方メートルのホットアスファルト混合物が必要で、その重量は630トンです。したがって、2車線の道路の表層1キロメートルあたり63トンのドラックスが必要です。

63トンのドラックスを生産するには、100トン以上のごみを処理する必要があり、この総量は約5万人の都市で1日に生成される量であることを考慮すると、アスファルト道路の表層1キロメートルは、その規模の都市が1日に生成するすべてのごみを吸収することができると結論付けられます。

しかし、これらの実験室で得られた好ましい結果にもかかわらず、標準混合物に対する機械的挙動を測定するための試験、すなわち疲労試験、わだち掘れ試験、水感受性試験(TSR)が引き続き行われます。

この研究は、アスファルト道路建設契約における試験区間の実施で終了し、時間の経過とともにこれらの混合物の現場での挙動を知ることができます。

結論

10%のドラックスを用いたアスファルト舗装の建設は、循環型経済が主張するように、都市のRSD全体を分別することなく再統合するため、完璧なリサイクルを構成します。

高い割合の有機物を含む処理されたごみ、ドラックスをアスファルト混合物に取り入れることは、埋立地を減らし、道路建設に貢献し、持続可能な舗装を生成するため、環境保護にとって大きな進歩です。

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