Afgedankte autobanden vinden hun weg naar asfalt: rubberrecycling voor de wegenbouw

Fijngemalen rubber uit afgedankte autobanden wordt in Noord-Amerika op steeds meer plaatsen ingezet als grondstof voor asfalt. In de Verenigde Staten wordt de technologie al sinds de jaren zestig toegepast. Ook in Canada groeit de belangstelling, onder meer voor gebruik in provincies met koude winters. Voor de bandenrecyclingindustrie vormt de wegenbouw een omvangrijke potentiële afzetmarkt voor rubbergranulaat.

Afgedankte autobanden krijgen in Noord-Amerika steeds vaker een tweede bestemming in de wegenbouw. Door rubbergranulaat aan asfalt toe te voegen, ontstaat zogenoemd rubbermodified asphalt (RMA), oftewel met rubber gemodificeerd asfalt. De toepassing bestaat al tientallen jaren, maar krijgt opnieuw aandacht door de ontwikkeling van verwerkingsmethoden en de zoektocht naar nieuwe afzetmarkten voor gerecycled bandenrubber.

Een recente publicatie van het Amerikaanse platform TriplePundit beschrijft hoe de Canadese bandenrecycler CRM of Canada autobanden verwerkt tot fijn rubberpoeder voor de asfaltindustrie. De organisatie eTracks, die in Ontario verantwoordelijk is voor de inzameling en verwerking van afgedankte banden, ziet in deze toepassing een belangrijke markt voor gerecycled materiaal.

Van autoband naar rubbergranulaat

Een voorbeeld van de industriële verwerking is de productielocatie van CRM in Brantford, Ontario. Het bedrijf verwerkt afgedankte banden die afkomstig zijn uit provinciale inzamelprogramma’s, gemeentelijke inzamelpunten en organisaties zoals eTracks. De banden worden eerst gescheiden in drie hoofdcomponenten: staal, textielvezels en rubber. Het teruggewonnen rubber wordt vervolgens verkleind. CRM gebruikt daarvoor twee verschillende technieken: mechanisch vermalen bij omgevingstemperatuur en cryogeen vermalen.

Bij de eerste methode, ambient grinding, worden de banden met mechanische shredders in steeds kleinere stukken gesneden. Het rubber wordt bij omgevingstemperatuur verwerkt. De deeltjesgrootte wordt stapsgewijs verkleind, afhankelijk van de gewenste toepassing. Bij cryogene verwerking wordt het rubber eerst sterk afgekoeld met vloeibare stikstof. Door de lage temperatuur wordt het materiaal brosser, waarna het met hamermolens of vergelijkbare machines kan worden verkleind tot fijn poeder.

De twee technieken leveren verschillende kwaliteiten rubbergranulaat op. Grovere rubberdeeltjes worden onder meer gebruikt voor sportvloeren en gegoten rubberproducten. Voor toepassing in asfalt is juist een veel fijnere fractie nodig. Volgens CRM gaat het bij rubber voor asfalt doorgaans om deeltjes die kleiner zijn dan 600 micrometer. De cryogene methode is geschikt voor de productie van deze fijne rubberfracties.

Rubber als modificator van bitumen

Asfalt bestaat hoofdzakelijk uit minerale aggregaten en een bindmiddel. Het aggregaat bestaat bijvoorbeeld uit zand, grind en steenslag. Het bindmiddel is bitumen, dat de minerale bestanddelen bij elkaar houdt. Afhankelijk van de gewenste toepassing en de verkeers- en klimaatomstandigheden kan het asfaltbindmiddel worden aangepast met toevoegingen. Traditioneel worden daarvoor onder meer nieuwe polymeren gebruikt.

Bij rubbermodified asphalt kan fijngemalen bandenrubber als modificator worden ingezet. Het gerecyclede rubber vervangt daarbij een deel van de virgin polymeertoevoegingen die anders aan het asfaltmengsel zouden worden toegevoegd.

Er bestaan verschillende productieroutes. Bij het zogenoemde wet process wordt het rubbergranulaat eerst met het hete bitumen gemengd. Het rubber neemt daarbij bitumencomponenten op en verandert van structuur en volume. Het resulterende gemodificeerde bindmiddel wordt vervolgens in het asfaltmengsel verwerkt.

Bij het dry process wordt het rubbergranulaat rechtstreeks aan het mengsel van aggregaten en bindmiddel toegevoegd. De precieze werkwijze, de benodigde hoeveelheid rubber en de gewenste korrelgrootte zijn afhankelijk van de gekozen asfaltformulering.

Markt van honderden miljoenen afgedankte banden

De potentiële grondstoffenmarkt is aanzienlijk. Volgens de Amerikaanse bandenindustrie worden in de Verenigde Staten jaarlijks bijna 300 miljoen autobanden afgedankt. De U.S. Tire Manufacturers Association (USTMA) houdt de ontwikkelingen op het gebied van inzameling en recycling bij.

Uit cijfers over 2023 blijkt dat 123 miljoen banden, met een gezamenlijk gewicht van ongeveer 2,3 miljoen ton, werden gerecycled. Daarvan werden naar schatting 73 miljoen banden, goed voor meer dan 1,3 miljoen ton materiaal, verwerkt tot rubbergranulaat. Daarvan ging ongeveer 12 procent naar asfalttoepassingen. Andere belangrijke bestemmingen waren mulchproducten, gegoten en geëxtrudeerde rubberproducten en sportoppervlakken. Wereldwijd worden volgens de in TriplePundit aangehaalde cijfers jaarlijks ongeveer één miljard banden afgedankt.

Vooral Californië heeft een omvangrijke toepassing

In Californië wordt volgens TriplePundit al meer dan twintig jaar op grotere schaal met rubbermodified asphalt gewerkt. Inmiddels ligt er volgens de publicatie meer dan 22.000 lane miles aan wegen met deze asfalttechnologie. Ook Arizona, Texas, Florida, Louisiana en Georgia behoren tot de Amerikaanse staten waar de toepassing voorkomt. De concentratie in deze staten hangt mede samen met de regionale ontwikkeling van de technologie en de ervaringen die daar zijn opgebouwd. De toepassingen zijn niet beperkt tot één type weg of één specifieke productiemethode.

In Canada is de introductie minder ver gevorderd. CRM en eTracks willen de toepassing verder onder de aandacht brengen bij overheden en wegbeheerders. De bedrijven zien daarin een mogelijkheid om grotere hoeveelheden gerecycled bandenrubber in de infrastructuurketen af te zetten.

Kansen voor koude klimaten

Een belangrijk aandachtspunt in de verdere ontwikkeling is de toepassing in gebieden met koude winters. In noordelijke delen van de Verenigde Staten en Canada krijgen asfaltwegen te maken met grote temperatuurwisselingen en vorst-dooicycli. Bij dergelijke omstandigheden kan water in bestaande scheurtjes van het wegdek terechtkomen. Wanneer het water bevriest, zet het uit en ontstaat extra druk op het omringende materiaal. Dat kan leiden tot verdere scheurvorming en beschadiging van het wegdek.

Volgens CRM ligt hier een interessante ontwikkelingsmogelijkheid voor rubbermodified asphalt. De toepassing vraagt echter om een formulering die specifiek is afgestemd op de plaatselijke klimatologische omstandigheden. Eerdere proefprojecten in onder meer Ontario en Alberta leverden wisselende resultaten op. Volgens Sina Varamini, algemeen directeur van CRM of Canada, waren daarbij onder meer fouten in het ontwerp van de experimenten, onjuiste verwerking en een te hoge dosering van rubbergranulaat aan de orde.

De ervaringen uit die projecten hebben ertoe geleid dat meer aandacht is gekomen voor de kwaliteit, de hoeveelheid en de korrelgrootte van het gebruikte rubber. Volgens CRM zijn de kennis en de verwerkingsmethoden inmiddels verder ontwikkeld. De onderneming ziet daardoor mogelijkheden om de technologie ook in koudere Canadese provincies toe te passen.

In Manitoba wordt rubbermodified asphalt volgens TriplePundit inmiddels niet meer uitsluitend in proefprojecten gebruikt, maar ook in reguliere toepassingen. Daarnaast worden projecten in andere noordelijke gebieden gevolgd. In Ohio zijn eveneens toepassingen in een koudere klimaatzone beschreven.

Voor verdere uitbreiding zijn vooral klimaatspecifieke mengselontwerpen en een goede beheersing van de verwerking van belang. De samenstelling moet worden afgestemd op de lokale temperaturen, de eigenschappen van het beschikbare rubbergranulaat en de eisen die aan het asfalt worden gesteld.

Een aanvullende bestemming voor gerecycled bandenrubber

Voor de bandenrecyclingindustrie is de toepassing in asfalt interessant vanwege de schaal van de wegenbouw. De grote hoeveelheid materiaal die jaarlijks nodig is voor onderhoud en aanleg van wegen biedt mogelijkheden om rubbergranulaat in grotere volumes af te zetten.

Met de verdere ontwikkeling van de verwerkingstechnieken en mengselontwerpen wordt ook de toepassing in koudere regio’s nadrukkelijker onderzocht. Daarmee blijft rubbermodified asphalt een interessante afzetroute voor de grote hoeveelheden afgedankte banden die jaarlijks beschikbaar komen.