PVC või bituumen – kumb valida? Tulevik näitab suurt vahet

Uuringute põhjal on PVC seotud mitmete vähivormidega, sealhulgas maksa-, lümfoomi-, leukeemia-, aju- ja kopsuvähiga. Raseduse ajal võib aine sissehingamine suurendada raseduse katkemise ja loote väärarengute riski.

Lisaks sisaldab PVC suurel hulgal plastifikaatoreid (ftalaadid), stabilisaatoreid ja kõikvõimalikke muid mürgiseid lisandeid. Ilma nendeta on see plastik kõva, äärmiselt rabe, ebastabiilne ning puruneb löögi või surve mõjul kildudeks.

Ka polüvinüülkloriid on praktiliselt sobimatu taaskasutuseks. Puhtaid tootmisjääke saab küll uuesti pressida, kuid juba kasutuses olnud PVC-d ei ole reaalselt võimalik taaskasutada ning ainsaks võimaluseks on matmine prügilatesse või põletamine. Ka viimane on väga problemaatiline. Tema põlemisel kõrgel temperatuuril piisava hapnikukoguse juures tekivad vesi, süsihappegaas ja soolhape (HCl), mis sööb katlaid ja korstnaid ning põhjustab happevihmu.

Kui aga hapnikku ei ole piisavalt, tekivad ülimürgised kloororgaanilised ühendid ja dioksiinid, mida põlemisgaasidest on üsna võimatu kätte saada. Paljud autorid seostavad suurema osa dioksiinide levikut meid ümbritsevas keskkonnas just PVC sattumisega põletatava prahi hulka (olmeprügist on seda peaaegu võimatu välja sorteerida).

Polüvinüülkloriidi toodetakse aastas 40 miljonit tonni ja sellega on ta plastide hulgas viiendal kohal. Vastuse saamiseks peame vaatama pisut ajas tagasi.

Polüvinüülkloriid on üks esimesi täissünteetilisi plaste, mille leiutas Saksa keemik Eugen Baumann juba 1872. aastal. Laialdane tööstuslik tootmine algas eelmise sajandi kahekümnendatel. See leidis kasutust ehituses, kus sellest hakati tegema torusid, isoleeritud juhtmeid ja põranda- ning katusekatteid. Nimelt on PVC lehe servi väga lihtne kokku keevitada, saades suuri hermeetilisi membraane.

Lisaks leidis PVC lugematul hulgal rakendusi olmes. Suurem osa esimesi kilekotte oli tehtud just sellest materjalist, nt pangakaardid on siiani polüvinüülkloriidist materjali suurema kulumiskindluse tõttu võrreldes teiste plastikutega.

Keskkonnateadlikkuse kasvuga on aga hakatud PVC-st võimaluse korral loobuma. PVC-kilekott on juba täisminevik, ka põrandakatetele on leitud ohutumaid alternatiive (polüolefiin – TPO, polüuretaan – TPU, polüester – PET, loodusmaterjalid – linoleum, naturaalne kummi, kork jne). Veetorudes on vinüplasti asendamas palju ohutum ja mittemürgine ristsidemetega polüetüleen (PEX).

Ainus, kus mõistliku hinnaga asendust veel pole, on elektrikaablid. Nimelt on PVC väga murdumiskindel, seda ka miinustemperatuuride juures, mis tähendab, et isegi korduval painutamisel ei teki mikropragusid, millesse kogunev niiskus võib tekitada lekkevoole ja lühiseid. Küll aga on olemas väga head, polüvinüülkloriidist oluliselt paremad, asendajad PVC-katusekatetele.

Lamekatused tekkisid linnapilti 1920. aastatel seoses funkstiili tekkimise ja levikuga (Bauhaus-koolkond, Walter Gropius, Le Corbusier, Alvar Aalto jne). Tegelikult hakati built-up katuseid (BUR) kasutama juba poolsada aastat varem, 19. sajandi seitsmekümnendatel. Seda põhiliselt lao- ja tööstushoonetes. Tüüpiline BUR katus koosneb viiest kihist (alt üles):

1. Kandev aluspind (betoon, puit, metallprofiil)

2. Aurutõke (bituumenpapp)

3. Soojustus (mineraalvill, PIR, EPS, tsementlaastplaat, liiv, tuhaplokk)

4. Armeeritud (katusepapp, klaaskiud või polüester) bituumenikihid (2–5 kihti)

5. Pealiskiht (kuum bituumen + kruus või mineraalne pinnakate).

Just see, et katus koosneb mitmest omavahel seotud kihist, tagab suure veakindluse: üksiku kihi kahjustus ei tähenda automaatselt leket.

Varasemalt kasutati siduvainena tavaliselt naftast, kivisöe- või põlevkivitõrvast saadud bituumenit. See on kõige suurema molekulmassiga ja kõrgema keemistemperatuuriga fraktsioon. Tänapäeval kasutatakse enamasti modifitseeritud bituumenit (SBS, APP). Lisaks on olemas külmliimid, mis ei vaja tuleohtlikku kuumutamist objektil. Traditsiooniliselt oli armatuuriks papp (ruberoid), nüüd harilikult klaas- või polüesterkangas.

Nõukogude ajal oli BUR tänu paneelrajoonide vohamisele kõige levinum katusetüüp. Nagu tollele ajastule omane, kõikus paigalduse kvaliteet seinast seina. Uusehituses kohtab klassikalist BUR-i harvem, kuid see on omal kohal suurtes tööstushoonetes ja ajalooliste hoonete renoveerimisel. Nende eelisteks on aastakümneid kestev eluiga, mehhaaniline tugevus, mis kannatab pidevat käimist, hea tulekindlus ja veepidavus väiksemate vigastuste korral.

Selline katus kaalub palju, paigaldamine on aeganõudev ja nõuab palju käsitööd ning tavaliselt ka bituumeni sulatamist. Ühtlasi on BUR katus tuleohtlik. Samas on BUR katuseid lihtne parandada ja uuendada, sest uus kiht kleebitakse lihtsalt vanale peale ning eluea lõppedes saab kasutatud bituumenmaterjali lihtsasti uuteks toodeteks ära kasutada.

Hoopis teist loogikat esindasid 20. sajandi keskpaiku massiliselt levima hakanud rullmaterjalid, eriti just PVC-rullid. Neid ei seota enamasti katuse aluspinnaga liimi abil, vaid tüübeldatakse üksikutest punktidest. Üksikud tükid keevitatakse servapidi kokku, nii et moodustub kogu katuse suurune iseseisev polümeermembraan. Selles seisneb ka nende põhiline konstruktsiooniline puudus: väike mehhaaniline defekt võib kaasa tuua kogu katusepinna (sh soojustuse) märgumise ja suuremat sorti remondi. Samuti ei sobi rullkatted igasugustele pindadele ning mis põhiline, kasutatud PVC utiliseerimine on lahendamatu probleem.

Oluline läbimurre toimus aga Euroopas 1960. aastatel, kui hakkas levima modifitseeritud bituumen.

Miks bituumenit on vaja üldse modifitseerida? Igaüks, kes on selle materjaliga kokku puutunud, teab, et see muutub külmas rabedaks, kuumas jälle pehmeks ning väsib korduvate temperatuuritsüklite tõttu. Seetõttu modifitseeritakse seda erinevate polümeeridega. See laiendab töötemperatuuride vahemikku, parandab pragunemiskindlust ja suurendab elastsust ning vastupidavust.

Tegu ei ole mitte keemilise reaktsiooniga, vaid komposiitsegude tekkega. Küll aga on võimalik keemiline modifitseerimine, kuid seda on hakatud uurima alles viimastel aastatel.

Bituumen ei ole kindla keemilise valemiga aine, vaid kolloidne segu, mis koosneb asfalteenikämpudest, mis „ujuvad“ poolvedelates malteenides. Asfalteenid on suured aromaatsed ringstruktuuriga molekulid, malteenid aga kergemad õlid ja vaigud.

Modifitseerimisel lisatakse bituumenisse polümeere, et muuta selle mikrostruktuuri. Sellega ei muutu bituumen uueks keemiliseks ühendiks, vaid toimub füüsikalis-keemiline struktuurimuutus. Laialt on levinud kaks modifitseerimistehnoloogiat: SBS ja APP.

SBS (stüreen–butadieen–stüreen) on plokk-kopolümeer, kus stüreensegmendid on jäigad ja butadieen (kummi algkomponent) annab elastsuse. Kui seda segada bituumeniga, jäävad asfalteeniosakesed SBS-i võrku nn täiteainena. Tekib kahefaasiline elastne komposiit, mis ei pragune ja jääb elastseks ka madalal temperatuuril. Samuti ei toimu bituumeni klaasistumist.

APP (ataktiline polüpropüleen) on poolkristalne jäik kõrge sulamistemperatuuriga plast. APP ei moodusta elastset võrku, vaid tekib polümeeri ja bituumeni termoplastne maatriks. Sellega muutub bituumen jäigemaks ja kuumataluvus suureneb, kuid oluliselt ei parane omadused madalatel temperatuuridel.

Modifitseeritud bituumen vananeb aeglasemalt, sest polümeer pidurdab malteenide aurustumist; elastne võrk jaotab pinged, mikropragude teke aeglustub. SBS/APP bituumen on termoplastne, mistõttu seda saab uuesti kuumutada ja taaskasutada nt asfaldisegudes.

Üsna pea peale turule jõudmist hakati modifitseeritud bituumenist valmistama väga erinevaid rullmaterjale, mis võivad olla nii kleebitavad kui ka lahtised. Kuigi bituumen seostub harilikult musta värviga, on paljud tänapäevased rullmaterjalid valge või helehalli pinnaga, mis peegeldab suvepäikest ning vähendab soojuse kiirgumist talvel.

Kõige tüüpilisem modifitseeritud bituumenist materjalist lamekatus koosneb järgmistest kihtidest (väljaspoolt sissepoole):

1. Pealmine hüdroisolatsioonikiht (SBS- või APP-modifitseeritud bituumenrullmaterjal), tagab vee- ja UV-kindluse.

2. Vajadusel alumine hüdroisolatsioonikiht (aluskiht) – keevitatav, mehaaniliselt kinnitatav või iseliimuv bituumenmembraan (kaksikbarjäär).

3. Soojustus - PIR, EPS, XPS või mineraalvill. Vajadusel kaldsoojustus (1,5–2,5%) vee äravooluks.

4. Aurutõke (bituumenipõhine aurutõkkemembraan või alumiiniumlaminaadiga kiht).

5. Kandev konstruktsioon (betoon, terasprofiil, CLT, vineer, tsementplaat või puitlaudis).

Kasutusel on ka pööratud katus (inverted roof ), mida paigaldatakse suure käigukoormusega katustele ja kus soojustus (XPS) paigutatakse hüdroisolatsiooni peale.

Tänapäeval kasutatakse väga erinevaid kinnitusmeetodeid: põletiga keevitamine, külmliim, iseliimuv kile või kõige tavapärasem mehaaniline kinnitus.

Välja on töötatud ka ühekihilised bituumenrullmaterjalid, mis paigaldatakse sarnaselt PVC-kattele mehaanilise kinnituse (tüübeldamine) teel. Vuugid keevitatakse kokku ja saadakse iseseisev membraan, mis ei ole alusele kleebitud. See hõlbustab katusekatte demonteerimist peale katuse eluea lõppu, taaskasutamiseks saadakse puhas bituumenmaterjal ilma muude materjalide saasteta.

Üheks selliseks on IKO kontserni toimiv ringmajandus kontseptsioon Atelia. Katust on võimalik kaks korda üle kleepida, saades kasulikuks elueaks 100 aastat. Peale seda rullitakse kate kokku ja viiakse taaskasutusse.

Nagu näeme, on igal lamekatuse materjalil omad head ja vead.

Keskkonda väärtustav suhtumine ütleb, et ilmselt on planeeritavate uusehitiste puhul mõistlik unustada PVC-põhised lamekatuste kattematerjalid ning liikuda bituumenipõhiste lahenduste suunas. Seda järgmistel põhjustel:

1. PVC suur murekoht on selle keemiline ökosüsteem. Ise on ta jäik ja rabe polümeer; painduvaks ja töökindla katusmembraani saamiseks on vaja lisandeid: plastifikaatoreid, stabilisaatoreid, pigmenti, täiteaineid jms. Just need ja nende laguproduktid määravad suure osa PVC tegelikust keskkonna- ja terviseriskist. Ka paratamatult tekkiv vinüleenkloriid on mürgine ja kantserogeenne.

2. Regulatsioonirisk: Euroopa Kemikaaliamet on viimastel aastatel väga aktiivselt tegelenud PVC lisanditega seotud riskidega ja ka PVC mikroosakestega. Seega võib eeldada, et peatselt tekib selle polümeeri kasutamisel märkimisväärne regulatiivne ja vastutusrisk. Ftalaadid on PVC koosseisus pehmendajatena ning nende kasutus on mitmes rakendusvaldkonnas juba praegu tugevalt reguleeritud, eriti seal, kus kokkupuude inimestega on otsene. Isegi kui katusemembraan pole laste mänguasi, on ehitaja ja hooneomaniku vaates oluline lisanduv teadmatus ning halduskoormuse kasv (jäätmestaatuse tõendamine, segujäätmete käitlus, tulekahjujärgne koristus, renoveerimisriskid).

3. PVC on külmaga rabedam, kardab põrutusi ja ei talu lumekoristust. PVC ei ole üldiselt parandatav ja väikseimgi defekt eeldab tihti kogu katusekatte vahetamist (remondilapid ei nakku vanema PVC-ga). Lisaks on vigastuste leidmine väga keeruline. Aja jooksul ületab remondikulu tõenäoselt paigaldamisel saadava kokkuhoiu. SBS-katte remontimine on aga oluliselt lihtsam.

4. Polüvinüülkloriid ei ole reaalselt taaskäideldav ja ilmselt muutuvad probleemid kasutatud materjalile koha leidmisega üha suuremaks. Bituumenkatused on aga pika ajalooga, standardiseerunud, ehitusfüüsikaliselt hästi mõistetavad, parandatavad ning projektis hästi prognoositavad. Väheoluline pole ka see, et bituumenmaterjal on vähese vaevaga suhteliselt hästi taaskasutatav.

Euroopas jahvatatakse bituumenmaterjalid üldiselt asfaltbetooni sisse. Kuna Eestis on kasutatud materjalide varieeruvus väga suur, ei ole see siin otstarbekas. Küll aga tegeletakse aktiivselt muude taaskasutusvõimaluste leidmisega, nii näiteks on OÜ Katevara välja töötanud ja patenteerinud lahenduse kasutatud katuse bituumenmaterjalist väga heade mehhaaniliste omadustega ja UV-kindla kopolümeeri valmistamiseks, mis sobib erinevate ehitusdetailide valmistamiseks, nt polüpropüleeni asemel.

Kindlasti peaksid arendajad ja ehitajad teadma, et PVC turult kadumine on ainult aja küsimus. Arusaadavatel põhjustel, kasutades ära meie teadmatust, on PVC tootjad teinud oma materjali hinnad „atraktiivseks“. Praegu tuleks aga teha tark valik, lähtudes eetilise ehitamise printsiibist: ilmselt ei ole kuigivõrd moraalne jätta tulevastele põlvedele suurel hulgal ohtlikke jäätmeid, kui nende vältimine on üsnagi lihtne ja sõltub ainult heast tahtest.