STUDIUM PRZYPADKU 1: Polistyren odpadowy ponownie wykorzystany w budownictwie

Polistyren (PS/EPS = polistyren ekspandowany) jest użyteczny z punktu widzenia techniki cieplnej i parowej, a jego zdolność izolacji cieplnej nie zmniejsza się z upływem czasu. Jest to szeroko stosowane tworzywo sztuczne ulegające polimeryzacji. Podczas spalania powstają substancje toksyczne. Polistyrenowe materiały termoizolacyjne i inne spienione tworzywa sztuczne używane do bezpiecznego transportu większych produktów są produkowane w dużych ilościach. Ponieważ ich waga jest bardzo mała, a objętość duża, w porównaniu z innymi odpadami komunalnymi, można je zbierać, transportować i składować tylko po bardzo wysokich kosztach. Materiały typu polistyrenowego (np. Nikecell, styropian, grafitowa płyta styropianowa) uważane są za szkodliwe dla środowiska. Ze względu na wyżej wymienione właściwości podmioty zajmujące się gospodarką odpadami często trzymają się z dala od polistyrenu, jego zbierania, transportu i ewentualnie dalszego przetwarzania. Jednak Organizacja Ochrony Środowiska Materiałów Budowlanych z siedzibą w Bonn sklasyfikowała polistyren jako wyjątkowo przyjazny środowisku materiał budowlany wśród materiałów termoizolacyjnych, biorąc pod uwagę cały jego cykl życia. Recykling zużytego polistyrenu ma obecnie wiele zastosowań. Można go wykorzystać między innymi jako korpus deski surfingowej, beton lekki, materiał porotwórczy do cegieł, termoizolacyjne dodatki do tynków, a bez obecności innych zanieczyszczeń – jako środek do użyźniania gleby w celach rolniczych. Ze zbędnego polistyrenu można również tworzyć szyldy reklamowe, plastikowe donice i inne użytkowe przedmioty (Austrotherm, 2019). Odpady z tworzyw sztucznych PS zawierające zanieczyszczenia, które nie nadają się do recyklingu, mogą być wykorzystane jako paliwo, przede wszystkim w przemyśle cementowym.

Wykorzystywany jest on w znacznych ilościach przy zakupie większych urządzeń elektronicznych, mebli i innych sprzętów. Nie ma możliwości jego selektywnej zbiórki, ponieważ obecne metody nie dają nawet takiej możliwości, a pojemniki do zbiórki bardzo szybko by się nimi zapełniły. Nietermoplastyczne, usieciowane odpady PS mogą być również wykorzystywane w postaci rozdrobnionej lub zmielonej jako wypełniacz głównie w materialach budowlanych (Csukat i Rácz, 2002). Rozdrabnianie, a następnie zagęszczanie dużych pianek polistyrenowych i przekształcanie ich w gęstsze cegły styropianowe staje się coraz bardziej popularne wśród węgierskich firm zajmujących się gospodarką odpadami. Umożliwia to większą oszczędność miejsca przy składowaniu i łatwiejszy transport. Kompaktor POLY 2000 może być doskonałym rozwiązaniem dla wydajnego i szybkiego zagęszczania odpadów EPS (ilustracja nr 3). W trybie automatycznym sprzęt może rozdrabniać i kompresować polistyren ekspandowany z wydajnością kompresji 30:1 (ilustracja nr 4). Urządzenie POLY 2000 wymaga niewiele miejsca, pracuje z niskim zużyciem i ma przyjazny dla użytkownika design (hulladekpres.hu, 2018).

Rys. 3. Zagęszczarka do polistyrenu Blik POLY 2000 (Źródło: industry-plaza.com)

Ilustracja nr 4 Sprasowane już cegły polistyrenowe
(Źródło: directindustry.com)

Firma Léka Estrich Kft. działająca w Délegyháza (Węgry) specjalizuje się przede wszystkim w produkcji specjalnych rodzajów betonu i zdobyła w ich produkcji duże doświadczenie. Należą do nich beton lekki, beton termoizolacyjny, beton o wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie, a także beton nieiskrzący. Beton lekki to beton o dużej zawartości otworów, w którym w celu zmniejszenia gęstości objętościowej stosuje się trzy różne metody (Balázs, 1994). Jedną z form lekkiego betonu jest styrobeton (ilustracja nr 5), którego cena w dużej mierze zależy od ilości użytego materiału. Dodatkami do betonu styropianowego są ziarna polistyrenu, których gęstość w surowcu wynosi od 200 do 1000 kg/m3. Dodatkiem do styrobetonu są perełki styropianowe lub odpadowy styropian opakowaniowy. Podczas procesu pęcznienia pod wpływem ciepła, perełki uzyskują swoją pierwotną wielkość ziarna ok. 40-krotnie większą, czyli średnicę zwykle w granicach 2-5 mm. Perełki polistyrenowe jednocześnie wzbogacają i rozjaśniają beton, kumulując w ten sposób wiele korzystnych właściwości (konnyu-beton.hu, 2022).

Ilustracja nr 5 Płyty polistyrenowe z betonu

(Źródło: konnyu-beton.hu)

Ogólnie rzecz biorąc, beton lekki, w tym beton polistyrenowy, charakteryzuje się następującymi korzystnymi właściwościami: niską gęstością nasypową (do 1200 kg/m3) i niską gęstością cząstek (do 2000 kg/m3), odpornością na nacisk, izolacyjnością termiczną, odpornością mechaniczną i chemiczną, ognioodpornością, mrozoodpornością, zachowaniem kształtu. Kolejną zaletą kulek polistyrenowych jest mniejsza podatność płyt na pękanie, ponieważ zdolność absorpcji wody przez dodatek jest minimalna. Powoduje to również większy skurcz (Fenyvesi, 2012). Wśród jego wszechstronnych możliwości zastosowania warto wymienić: odporna izolacja termiczna podłóg na poddaszu, wypełnianie płyt (ilustracja nr 6), ogrzewanie podłogowe, podkłady termoizolacyjne pod baseny oraz warstwy termoizolacyjne dachów płaskich (konnyu-beton.hu, 2022). Zastosowanie betonu polistyrenowego ma wiele zalet:

Ilustracja nr 6. Slab filling polystyrene with concrete (Source: konnyu-beton.hu)

• poprawia izolacyjność cieplną konstrukcji budynku i tłumienie ciepła
• korzystnie wpływa na funkcję dyfuzji pary wodnej w konstrukcji budynku
• nie jest palny (w przeciwieństwie do samych płyt EPS), dzięki czemu poprawia się odporność ogniowa konstrukcji budynku
• przy zastosowaniu na dachu płaskim zapewnia odpowiedni spadek uszczelnienia wody deszczowej oraz sztywne, solidne podłoże
• jego chłonność wody jest niska, więc nie stanowi zagrożenia mrozowego (konnyu-beton.hu, 2022).

Ogólnie rzecz biorąc, zarówno ze względu na korzystne właściwości płyt betonowych zawierających różne proporcje kulek polistyrenowych, jak i wymierne pozytywy recyklingu polistyrenu (niższe koszty transportu i składowania, mniejsza emisja CO2), należy zachęcać do jego stosowania w budownictwie.