Отходы пенополистирола («повторно используемый материал») в качестве легкого заполнителя

В Германии в настоящее время для изготовления упаковочных материалов ежегодно используется около 35000 тонн сырья для производства пенополистирола, из которого получается пенополистирол в объеме приблизительно 1,8 миллиона кубометров. Эти упаковочные материалы содержат 98 % воздуха, не содержат ни в каких количествах фторхлоруглеводородов и могут подвергаться переработке для того, чтобы вновь послужить какой-либо разумной цели.

В этой связи были разработаны системы для вторичной переработки пенополистирола, позволяющие обеспечить полную утилизацию использованных упаковочных материалов, получаемых от промышленных, торговых предприятий и от частных потребителей. Использованный упаковочный материал перерабатывается фирмами по переработке пенополистирола и возвращается в производственный цикл или превращается в сырьевой полистирол.

Раздробленный на мелкие кусочки упаковочный материал из пенополистирола также используется в сельском хозяйстве и растениеводстве для разрыхления почвы и при приготовлении компоста. Мелкозернистый «измельченный материал», изготавливаемый из отходов производства пенополистирольной упаковки, также пригоден для использования при производстве строительных материалов: в качестве порообразующего вещества для производства пористого кирпича и в качестве легкого заполнителя для производства легкого бетона с пенополистирольным заполнителем.

Требования к качеству

Для использования измельченного пенополистирола в качестве легкого заполнителя требуется выполнение отдельных требований с целью предотвращения снижения качества бетона: в том, что касается размеров и формы зерен, различия между «измельченным материалом» и свежими вспененными частицами пенополистирола должны быть настолько малы, насколько это возможно.

Большая часть зерен должна иметь круглую форму.

Большая часть зерен должна иметь размеры, находящиеся в диапазоне от 0,5 мм до 4,0 мм.

В измельченном материале должны отсутствовать очень мелкие частицы.

Эти требования к качеству могут быть легко удовлетворены, так как:

- посредством использования соответствующих дробилок частицы пенополистирола могут быть отделены друг от друга в точках, в которых они сплавились между собой, так что первоначальная сферическая форма зерен в очень большой степени сохраняется.

- Размер частиц гранул пенополистирола, используемого для производства упаковочных материалов, обычно соответствует размеру, требующемуся для легкого пенополистирольного заполнителя, изготовленного из «свежего материала». Это также достижимо при помощи использования соответствующих сит в дробилке.

Пропорции смешивания и сравнение свойств

В более ранних публикациях уже были подробно описаны приготовление, пропорции смешивания и диапазон свойств бетона с пенополитирольным заполнителем, имеющего объемную массу в диапазоне от 300 до 1600 кг/м³.

Нижеследующие объяснения относятся (по упомянутым выше причинам) к специальным выводам по технологии производства бетона, относящиеся к производству бетона с объемной массой от 200 до 600 кг/м³ (сухая объемная масса), обладающего хорошими теплоизолирующими свойствами и имеющего малую массу.

В отличие от легкого бетона с пенополистирольным заполнителем, имеющего более высокую плотность, в данном случае требуется рассмотреть некоторые специальные особенности, которые оказывают существенное влияние на однородность смеси, удобоукладываемость и подачу бетона, а также на тенденцию к трещинообразованию от усадки и расслоению.

Решающее влияние на свойства свежего бетона в случае легкого бетона с пенополистирольным заполнителем оказывает то, что очень большую часть его объема составляют частицы пенополистирола. В диапазоне объемной массы меньше 600 кг/м³ количество цементного раствора недостаточно для того, чтобы полностью заполнить объем «пазух» легкого заполнителя. Без внесения соответствующих добавок легкий бетон с пенополистирольным заполнителем в этом диапазоне объемной плотности можно укладывать и уплотнять только с большим трудом из-за его в основном несвязного характера. Добавление большего количества воды будет вести к уменьшению прочности при сжатии и усилению тенденции к трещинообразованию от усадки и расслоению.

Чтобы узнать, как можно улучшить удобоукладываемость и уплотняемость бетона, проводились испытания с внесением в бетон различных добавок. В результате оказалось, что наибольшие преимущества обеспечивают добавки, содержащие воздухововлекающие компоненты, а также компоненты для стабилизации и разжижения бетонной смеси.