Vervangen van bitumen door alternatieve materialen (dakbaanbitumen, rubbermeel)

Beschrijving

Het aandeel van bitumen in de kostprijs per ton asfalt is groot (47 %). Het vervangen van nieuw bitumen door alternatieve materialen is daarom voordelig voor elk bedrijf. Alternatieve materialen kunnen enerzijds gezocht worden bij materialen met een bepaald gehalte aan verouderd bitumen zoals asfaltgranulaten en bitumineus dakdichtingsbaanafval en anderzijds bitumenvervangers zoals rubbermeel.

Bitumineus dakbaanafval onder de vorm van shingles en bitumineuze dakdichtingsbanen, afkomstig uit de sloop- en renovatie cyclus van platte daken en hellende daken, bevat ca. 70 % bitumen, de overige 30 % bestaat uit zand, vulstoffen en een inlage (mechanische bindingslaag voor het bitumen van bv. glasvlies). Het vrijkomende dakbaanafval dient eerst een kwaliteitsselectie door te maken en wordt ingedeeld in twee klassen (CATI en CATII), waarvan de hoogste kwaliteit geschikt is voor hergebruik in de dakdichtingsindustrie en de wegenbouw; de tweede klasse, dit zijn partijen met een te afwijkende samenstelling (meer dan 5 % niet-eigen stoffen), zijn enkel geschikt voor verbranding in de cementindustrie. In het Bitukringproject wordt de totale jaarlijkse hoeveelheid geschat op 1500 ton productie-afval (CATI), 2600 ton snij-afval (CATI) en 10000 ton sloop- en renovatieafval (CATI&II). Van deze laatste partij wordt verwacht dat 6000 ton geschikt is voor een CATI-toepassing (BITUKRING, 2011). Het gebruik van deze grondstof in asfalt werd voor Vlaanderen aangetoond door de Artesis Hogeschool Antwerpen (Asfaltrecycling, 2013) en gerapporteerd (Van den bergh, W. et al, 2009b). Er werd een mengsel ontworpen, gebaseerd op een standaard asfaltmengsel voor een onderlaag, met een samenstelling van ca. 45-50 % asfaltgranulaat, 45-50 % nieuw granulaat en 3-5 % verkleinde bitumineuze dakbanen (VBD). Het bitumen van VBD en van het asfaltgranulaat wordt gebruikt als bindmiddel en hun respectieve granulaatfractie maken deel uit van het samengestelde mengsel. Hierdoor wordt zowel granulaat als bitumen hoogwaardig gerecycled. Het mengsel wordt warm geproduceerd in een asfaltcentrale, vergelijkbaar met een AVS-mengsel. De toepassing van dit mengsel, aB³ genoemd (aged-bitumen bound base), is een gebonden funderingslaag voor de wegenbouw. In 2006 werd een verbetering aangebracht door 1 % nieuw bitumen toe te voegen aan het mengsel (i-aB³ - improved aged-bitumen bound base). De uitvoering van proefvakken in 2001 en 2006 en hun evaluatiecampagnes (Van den bergh, W. et al, 2009a) tonen aan dat het gebruik van aB³ en i-aB³ leidt tot duurzame wegopbouw. Een recente meetcampagne in 2012 werd uitgevoerd en wordt verder opgevolgd. Het aB³ en i-aB³-mengsel is economisch gunstiger dan een standaardasfalt en heeft gelijkwaardige kenmerken met een asfalt waarbij gebruik gemaakt wordt van een harder bindmiddel (bijv. AVS). Het SB250 v2.2 laat de productie en de aanleg van deze mengsels toe als schraalasfaltbeton, een mengsel voor funderingslagen in de wegenbouw. Hierbij wordt de term GBD (gegranuleerde bitumineuze dakbanen) gebruikt in plaats van VBD. Dit concept werd gerealiseerd bij de aanleg van een invalsweg in Antwerpen voor een recent project (Artesis Hogeschool Antwerpen, 2013). Hierbij werden tevens de ontwerp- en productie criteria vastgelegd voor i-aB³ met als voornaamste kenmerken een korrelverdeling vergelijkbaar met AB-3A, minimum 5,1 % (i-aB³) en 5,4 % (aB³) bindmiddelgehalte en het toevoegen van VBD gebeurt het best rechtstreeks in de menger om kleef in de paralleltrommel te vermijden.

Rubbermeel afkomstig van gemalen (vracht)autobanden kan gebruikt worden als additief voor het bindmiddel “rubberbitumen”, in een mengsel van 79 % bitumen, 18 % rubbermeel en 3 % weekmakende olie. Dit rubberbitumen, ook genoemd bitumen “met herbruikelastomeer”, kan helpen de weerstand van het bindmiddel tegen veroudering te verbeteren. De fabricatie van rubberbitumen vergt extra energie doordat er o.a. 3 uur roeren bij een temperatuur van 200 °C nodig is om een goede mengeling te bekomen. Door het op de markt verschijnen (na 1985) van goedkopere, gemodificeerde bitumen met evenwaardige of betere prestaties, is het gebruik van rubbermeel in België praktisch nihil geworden. Dit sluit niet uit dat rubbermeel een valabel alternatief materiaal is ter gedeeltelijke vervanging van nieuw geproduceerd bitumen.

Toepasbaarheid

De vrijkomende afvalstroom van dakbaanbitumen wordt geschat tussen 20.000 en 60.000 ton per jaar. In het Bitukring project wordt de beschikbare hoeveelheid voor de wegenbouw geraamd op 14100 ton. Dit komt neer op circa 7000 ton alternatief bitumen voor onderlagen in de wegenbouw afkomstig uit Belgisch afval. Deze kunnen best in korrelvorm rechtstreeks worden toegevoegd in de menger om kleven in de paralleltrommel te vermijden.

In 2011 werden er 87.000 ton aan banden in België ingezameld waarvan ongeveer 56.000 ton omgezet werd in granulaat of rubbermeel (Recytyre, 2010). Omdat rubbermeel moet gemengd worden met fabrieksbitumen en weekmakende olie, is er een bitumentank met roersysteem nodig.

Bij een bitumengehalte van 5 % en een maximaal vervangen van nieuw bitumen van 20 % kan er dus maximaal 1 % per ton asfalt vervangen worden door deze alternatieve materialen. Dit komt neer op het potentieel gebruik van 27.000 ton alternatief bitumen materiaal per jaar voor de asfaltsector voor gebruik in onderlagen.

De weergegeven afvalstromen zijn de totale stromen. Deze afvalstromen worden momenteel al ingezet in andere processen zoals bv. het produceren van hernieuwd dakbaanbitumen.

Milieuaspecten

Beperken van het gebruik van nieuw bitumen. De maatregel draagt bij tot materiaalhergebruik in de economie.

Voor het inzetten van rubbermeel is een roersysteem nodig. Het rubbermeel moet gedurende lange tijd op hoge temperatuur worden omgeroerd waardoor er een aanzienlijke stijging is van het energieverbruik.

Financiële aspecten

De rendabiliteit van de investering is afhankelijk van de prijs van bitumen en de prijs van het granulaat. Als de prijs voor de aankoop van dakbaangranulaat met 50 % bitumeninhoud 150 €/ton (BITUKRING, 2011) bedraagt en de prijs van bitumen 485 €/ton (FGOV, 2013), geeft dit een besparing van 92 € per ton granulaat of wel 0,9 € per ton geproduceerd asfalt. Voor een gemiddelde asfaltcentrale met een productie van 150.000 ton/jaar geeft dit een besparing van 138.000 € per jaar.

Voor gebruik van rubbermeel is een investering in een bitumentank met roersysteem nodig.