Popieriaus atliekos ir pelenai cementiniams mišiniams, sumaltos padangos plokštėms, putplastis ir polietilenas  betone.  Žiedinės ekonomikos pridėtinė vertė, kuriant šiuolaikines kompozicines medžiagas statybos pramonei.

Kompozitiniai akytojo betono gaminiai.

Žiedinės ekonomikos principas

Pasaulyje ekonomika jau daug metų veikia „negalvok - išgauk, gamink, vartok ir išmesk" principu. Išgaunami gamtos ištekliai naudojami gamybos procese, o gaminiai po tam tikro eksploatavimo laiko tampa atliekomis, kurios kaupiasi sąvartynuose arba mūsų gyvenamoje aplinkoje. Žiedinė ekonomika gali tapti pridėtinę vertę kuriančia ir klimato kaitą mažinančia alternatyva.

Žiedinė ekonomika yra kaip alternatyva minėtam principui - skatinimas gaminius vartoti kiek galima ilgiau, o pasibaigus jų eksploatavimo laikui, perdirbimas į naują produkciją leidžia gamyboje išvengti atliekų susidarymo, be to, užtikrina gamtos išteklių bei energijos tausojimą. Taip kuriamas teigiamas ekonominis efektas bei saugoma mus supanti aplinka.

Prieš daugelį metų atlikta analizė parodė, kad ES yra priklausoma nuo išteklių, kurie importuojami iš kitų pasaulio valstybių, todėl silpnėja jos ekonominė priklausomybė, kuri tam tikrais atvejais gali peraugti ir į politinius iššūkius.

Efektyvus turimų išteklių naudojimas leis sumažinti šių iššūkių tikimybę. ES, kaip žiedinės ekonomikos lyderė pasaulyje, šioje srityje vykdo plėtrą 3 skirtingomis kryptimis: teisinis reguliavimas, investicijos ir žmogiškojo sąmoningumo didinimas. Kad viskas vyktų tinkamai, rengiamas net 54 veiksmų planas produktų gyvavimo ciklo rato sukūrimui.

Lietuva turėtų skirti svaresnį dėmesį žiedinės ekonomikos strateginiam vystymui bei švietimui. Atlikti tyrimai rodo, kad Lietuvos prioritetai yra atliekų tvarkymo infrastruktūra, energijos vartojimo efektyvumo didinimas ir atsinaujinančios energijos skatinimas. Didžiausias dėmesys mūsų šalyje skiriamas vartojimo mažinimui (70 proc.), rūšiavimui (66 proc.), naujiems pritaikymo būdams (66 proc.) ir pakartotiniam naudojimui (34 proc.). Kai kuriose srityse Lietuva yra padariusi labai didelę pažangą, pavyzdžiui, 2016 m. „Eurostat" duomenys rodo, kad Lietuva perdirbo didžiausią kiekį plastikinių pakuočių visoje Europos Sąjungoje - net 74,5 proc.

Tiria galimybes antrines žaliavas panaudoti gaminant statybines medžiagas

Vilniaus Gedimino technikos universiteto Statybos fakulteto Statybinių medžiagų institute vykdomi įvairių atliekų (popieriaus gamybos, plastiko, naftos pramonėje naudoto katalizatoriaus, stiklo perdirbimo pramonėje susidariusio metakaolino, komunalinių atliekų bei biomasės deginimo pelenų, autoklavinio akytojo betono gamybos, odos perdirbimo, polistireninio putplasčio pakavimo taros) tyrimai ir vertinamos galimybės jas naudoti kaip antrines žaliavas įvairių kompozitinių statybinių medžiagų gamyboje, siekiant mažinti cemento ir natūralių užpildų kiekius bei pagerinti esamų medžiagų savybes.

Popieriaus gamybos mastai intensyvėja visame pasaulyje, todėl susidaro vis daugiau atliekų - Europoje apie 11 mln. tonų per metus. Laikant popieriaus gamybos atliekas sąvartynuose, išsiskiriančios metano dujos veikia šiltnamio efekto procesus iki 20 kartų stipriau negu CO2.

Instituto mokslininkai nustatė, kad popieriaus gamybos atliekos gali būti naudojamos cementiniams mišiniams ruošti, taip iki 10 proc. pagerinant mechanines savybes. Be to, popieriaus gamybos atliekos gali būti naudojamos statybinės keramikos ir termoizoliacinių medžiagų gamyboje, pagerinant tradicinių medžiagų savybes.

Polistireninio putplasčio atliekas siūlo integruoti kaip lengvojo betono užpildą

Plastikas šiuo metu yra viena iš plačiausiai naudojamų dirbtinių medžiagų. Didelės plastiko panaudojimo galimybės lėmė, kad jo atliekų kiekis nuolat auga - 2014 m. Europoje šios atliekos sudarė 59 mln. tonų.

Instituto mokslininkai plastiko atliekas taip pat bando integruoti į statybos produktų gamybą. Polietilenas yra pati populiariausia plastiko rūšis, dėl savo specifinių savybių, tokių kaip lengvas gamybos procesas bei maža savikaina, ji ypač plačiai naudojama ne tik maisto pramonėje, bet ir daugelyje kitų sričių (medicina, elektronika, transportas ir t.t.).

Mokslininkai rado būdą, kaip, nepabloginant betono savybių, iki 7 proc. smulkaus užpildo pakeisti polietileno atliekomis. Tai leidžia mažinti minėtų atliekų kiekius bei tausoti neatsinaujinančius gamtos išteklius.

Polistireninis putplastis, iš kurio gaminama pakavimo tara buitinių prietaisų ir elektronikos komponentų apsaugai jų transportavimo metu, taip pat yra plastikas.

Mokslininkai parinko tinkamas smulkinimo ir paviršiaus apdorojimo technologijas, todėl polistireninio putplasčio pakavimo taros ir polistireninio putplasčio plokščių frezavimo metu susidarančias atliekas jiems pavyko integruoti kaip užpildą lengvojo betono gamybai bei statybinių medžiagų rinkai pasiūlyti skirtingos paskirties gaminius.

Akustinės sienelės su plastiku fragmentas.

Kompleksinis skirtingų antrinių žaliavų poveikis gerina statybinių medžiagų struktūrą ir savybes

Smulkiadispersinėmis tinkamai paruoštomis atliekomis (popieriaus gamybos, panaudoto katalizatoriaus iš naftos pramonės, metakaolino iš stiklo perdirbimo pramonės, komunalinių atliekų deginimo pelenų, autoklavinio akytojo betono gamybos) galima pakeisti dalį cemento formavimo mišiniuose, nebloginant galutinio produkto charakteristikų.

Įprastai cementinėse sistemose, turinčiose inertinių priedų, mechaninės charakteristikos mažėja, tačiau priedai, skatinantys cemento hidrataciją ir dalyvaujantys hidratacijos procese, didina medžiagos mechaninį stiprį, ilgalaikiškumą ir cheminį atsparumą. Šiuo metu instituto mokslininkai nagrinėja kompleksinį skirtingų antrinio panaudojimo žaliavų poveikį. Toks kompleksinis panaudojimas pagerina statybinių medžiagų struktūrą ir savybes.

Cementinėse medžiagose pelenai gali būti naudojami kaip užpildas ir žaliava rišikliui

Augantis iššūkis - pasaulyje didėjantis komunalinių atliekų deginimo pelenų kiekis, kuris, kaip prognozuojama, iki 2025 m. išaugs iki 2,2 bln. tonų, nes pastaruoju metu statomos tokio tipo jėgainės.

Atliekų sudėtis, priklausomai nuo šalies ir papročių, skiriasi. Tačiau dažniausiai jas sudaro maistas, plastikas, popierius, metalas, stiklas, tekstilė, keramika. Minėtos medžiagos apdorojamos 850-1100 laipsnių temperatūroje, o šio proceso metu susidaro iki 25 proc. pelenų.

Institute ir kitose pasaulio mokslinėse įstaigose siekiama komunalinių atliekų deginimo pelenus panaudoti cementinėse medžiagose. Cementinėse medžiagose pelenai gali būti naudojami ir kaip užpildas, ir kaip žaliava rišiklio gamyboje. Taip pat atliekami tyrimai, siekiant šias atliekas panaudoti keramikoje.

Taikant specialias technologijas, sukurtas padidinto atsparumo kaitrai autoklavinis akytasis betonas

Lietuvoje dar 2016 m. bendras gaunamos energijos kiekis iš atsinaujinančių energijos šaltinių sudarė 25,6 proc., kai ES vidurkis siekia vos 17 proc. Kuro rūšis, kuri, planuojama, ateityje Lietuvoje sudarys apie 2/3 visos šalyje pagaminamos energijos iš atsinaujinančių išteklių, yra biomasė. CO2, išsiskyręs deginant tokį kurą, nėra laikomas šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis. Deginant biomasę, joje esančios mineralinės medžiagos nusėda šiluminio įrenginio degimo zonoje arba filtruose. Šių atliekų Lietuvoje susidaro apie 30 tūkst. tonų per metus. Instituto mokslininkai sėkmingai naudojo šiuos pelenus kuriant betono, skirto aplinkos elementams gaminti, sudėtį ir jų gamybos technologiją.

Bandinys su cementu ir pelenais.

Statybinių medžiagų instituto mokslininkai dalyvauja tarptautiniuose ir nacionaliniuose projektuose, publikuoja savo mokslo rezultatus pripažintuose tarptautiniuose leidiniuose bei nacionaliniu ir tarptautiniu lygiu patentuoja išradimus, susijusius su antrinių žaliavų panaudojimu įvairiose kompozitinėse statybinėse medžiagose. Aukšto lygio tyrimams atlikti Statybinių medžiagų institute naudojama šiuolaikinė įranga, o turima kompetencija leidžia pateikti pagrįstas mokslines išvadas bei rekomendacijas.

Parengta pagal VGTU Statybos fakulteto Statybinių medžiagų instituto inf. ir nuotr.