V současnosti je ve většině případů užíván směsný (příp. cihlový) recyklát jako zásypový materiál (např. pro rozvody energií) či pro stabilizaci podkladů a nestmelených vrstev vozovek. Přitom však lze kvalitní tříděné recykláty využít na daleko vyšší úrovni, což ukazují níže uváděné příklady.
Druhy recyklátů a jejich využití
Cihelný recyklát
Cihelný recyklát se u většiny drtících linek získává zrnitosti do cca 80 mm a to nejméně ve třech frakcích 0-16 mm, 16-32 mm a 32-80 mm, přičemž producenti tohoto materiálu jsou schopni vytřídit i jiné požadované frakce. Tento recyklát nabízí podstatně širší možnosti využití než je doposud všeobecně známo.
Možnosti využití cihelného recyklátu:
- Výroba cihlobetonu: Cihlobeton je možno používat jako výplňové zdivo ve skupině monolitických konstrukcí, dále pro výrobu prefabrikovaných prvků k přípravě vibrolisovaných tvárnic nebo stěnových prvků, jejichž slisování by předem eliminovalo možné dotvarování konstrukce pod zatížením vzhledem k nižší hodnotě statického modulu.
- Výroba stavebních směsí jako plniva malt pro zdění s využitím frakcí drobných, tedy do 4 mm, a vzdušným či hydraulickým vápnem. Tyto malty jsou výhodnější svým vyšším tepelným odporem než malty s přírodním kamenivem. Dále je možno používat jako pojiva i cement nebo kombinace pro vápenocementové malty. Podle přídavku pojiva se může dosáhnout různých pevností malt od 1 do 10 MPa.
- Využití ve stabilizovaných podkladech a nestmelených vrstvách vozovek.
- V poslední době byla také zkoušena výroba nepálených lisovaných cihel rozměrů 300x150x100 mm ze směsi cihelného recyklátu frakce 0-16 mm a hlíny s l0 % příměsí cementu i bez příměsi cementu. Dosahované pevnosti v tlaku po 14 dnech sušení jsou závislé na kvalitě hlíny a dosahovaly až 8 MPa.
Betonový recyklát
Použití betonového recyklátu je dnes zakotveno i v některých normách a je poměrně rozšířené jako např. v podkladních vrstvách vozovek stmelených cementem, ochranných vrstev silničních komunikací a pražcového podloží (jako mechanicky zpevněná zemina) a hlavně jako náhrady přírodního kameniva do konstrukčních betonů nižších tříd za předcházejících předpokladů. Využití betonového recyklátu do živičných směsí pro výstavbu a opravy živičných vozovek za předpokladu dodržení receptur a pracovních postupů předepsaných příslušnými normami, jako např. ČSN 73 6121 - "Hutněné asfaltové vrstvy".
Asfaltový recyklát
Bylo prokázáno, že asfaltové recykláty jsou velmi vhodné zejména pro technologie za studena za použití emulzí, případně v kombinaci s cementem, kdy dochází k obalení ekologicky závadných částic a tím ke snížení možnosti znehodnocení odpadních vod a blízkého okolí. Nejvhodnější využití asfaltového recyklátu za studena je těmito způsoby:
Čtěte také: Jak vybudovat betonový základ pro bránu
- bez přidání nového pojiva k recyklátu s použitím pro málo zatížené vozovky, pro spodní podkladní vrstvy a pro zpevnění štěrkopískových podsypných vrstev
- s přidáním hydraulického pojiva (cementu, popř. vápna či strusky) pro provedení nové stmelené podkladní vrstvy
- s přidáním emulze k recyklovanému materiálu, vhodné zejména tam, kde staré úpravy obsahují dehtové pojivo
- kombinovaný způsob, kdy k recyklovanému materiálu se přidává emulze i cement, což je vlastně zlepšení předchozího způsobu a firma prokázala, že tento způsob dosáhl nejlepších výsledků a že vlastnosti těchto směsí je prokazatelně možné srovnat se směsmi typu OK (obalované kamenivo) zpracovávanými za horka
Vliv betonového recyklátu na vlastnosti betonu
Na základě dosud provedených výzkumných prací a dosažených laboratorních a poloprovozních výsledků je možno konstatovat:
- obsah drceného betonu nepříznivě ovlivňuje konzistenci betonové směsi a pro zachování její potřebné konzistence je nutné zvýšit dávku záměsové vody (projeví se na pevnostech betonu)
- pevnosti betonu v tlaku jsou poněkud ovlivňovány oproti použití přírodního kameniva
- snižuje se objemová hmotnost zatvrdlého betonu
- pevnost v tlaku se snižuje o 10-15 %
- modul pružnosti je nižší o 15-20 %
- zvyšuje se součinitel dotvarování až o 50 %
- zvyšuje se smršťování a to o 20-40 %
Objemová hmotnost ztvrdlého betonu je taktéž recyklovaným kamenivem ovlivněna. V grafu níže je vidět pokles objemové hmotnosti o přibližně 2 % při 15% podílu recyklátu v betonu, o 7 % v případě 50% podílu a o 13 % při plné náhradě přírodního kameniva recyklovaným. Nižší objemová hmotnost betonu může mít vliv např. na vzduchovou neprůzvučnost konstrukcí.
Stav normotvorné činnosti v oblasti jakosti recyklátů
Existence systému posuzování kvality recyklátů pomocí obecně závazných norem a předpisů má zásadní vliv na uplatňování recyklátů v následné stavební výrobě. To ve svých důsledcích vede jednak k jejich širšímu využívání již v projekční fázi, ale také k jejich cenovému přibližování k cenám nerostných surovin obdobných vlastností. Vzrůst cen recyklátů pak vede, jak se již v podmínkách ČR ukázalo, k poklesu cen pro původce stavebních odpadů a tím i dalšímu snížení jejich snahy, zbavit se stavebního odpadu pololegálním či ilegálním způsobem.
V podmínkách ČR dosud neexistují na rozdíl od některých zemí EU (SRN, Rakouska, Švýcarska, zemí Beneluxu), obecně platné normy pro jakost recyklátů. Výjimku tvoří pouze některé normy pro stavbu komunikací a OTP pro stavbu železničního svršku a spodku.
Konkrétně se jedná o:
Čtěte také: Montáž betonových plotových panelů
- ČSN 73 6121 Hutněné asfaltové vrstvy
- ČSN 73 6122 Lité asfalty
- ČSN 73 6123 Cementobetonové kryty vozovek
- ČSN 73 6124 Kamenivo stmelené hydraulickým pojivem
- ČSN 73 6125 Stabilizované podklady
- ČSN 73 6126 Nestmelené vrstvy
- OTP ČD Kamenivo pro kolejové lože (platnost od 1. 1.)
Využívání betonového recyklátu v praxi
Myšlenka využívání stavební suti jako náhrady přírodního kameniva pro výrobu betonu existuje již několik desítek let. První pokusy zpracování sutě do betonu proběhly po druhé 2. světové válce. V městech zničených po bombardování se bylo nutné zbavit velkého množství materiálu a zároveň obnovit poničené budovy a infrastrukturu. To však trvalo krátce a poté se od recyklace a využívání stavební suti opět ustoupilo a přešlo se zpět na přírodní zdroje, které byly v té době stále velmi dostupné.
V 80. letech začíná vznikat koncept udržitelného rozvoje, který si klade za cíl „najít takovou rovnováhu mezi ekonomickým růstem, sociálním rozvojem a ochranou životního prostředí, aby naplňování potřeb současné generace neohrožovala schopnost budoucích generací naplňovat potřeby své “. Do popředí veřejného zájmu se tak začala dostávat témata týkající se ochrany životního prostředí, mezi která patří zejména sní- žení spotřeby přírodních neobnovitelných zdrojů, snížení produkce odpadů a znečištění, ochrana klimatu ad.
V současné době je udržitelný rozvoj definován 17 cíli udržitelného rozvoje, které byly představeny v dokumentu Transforming our World: The 2030 Agenda for Sustainable Development a schváleny na summitu OSN v roce 2015. Jeden ze sedmnácti cílů je i odpovědná výro- ba a spotřeba, pro jehož naplňování je mj. potřeba dosáhnout i udržitelného hospodaření s přírodními zdroji a snížit produkci odpadu za pomoci recyklace a opětovného používání.
Beton je hned po vodě druhou nejvíce využívanou látkou na světě. Na jeho výrobu je potřeba velké množství materiálu, primárně ve formě přírodních surovin. Zvyšující se důraz na udržitelný rozvoj ekonomiky, ale hlavně počátek problémů s nedostatkem stavebního kamene a štěrkopísků v ČR přivedly myšlenku recyklace stavebního a demoličního odpadu (SDO) a jeho následného využití pro výrobu betonu do praxe.
V roce 2020 se na trhu objevil Rebetong jako první produkt společnosti Skanska Transbeton využívající stavební suť v betonu. Následoval produkt R‑CRETE® (původně Ecocrete) od společnosti TBG Metrostav. Dnes má ve svém sortimentu beton využívající recyklované kamenivo většina výrobců betonu a lze říci, že se jedná již o zavedený produkt. Jeho potenciál využití na stavbách je však stále nenaplněn, a to zejména kvůli přetrvávající nedůvěře ke kvalitě tohoto materiálu, ale částečně i kvůli ne zcela jasně definovanému vhodnému využití ve stavebních konstrukcích.
Čtěte také: Jak správně vybrat a instalovat betonové obrubníky?
Po čtyřech letech zkušeností s jeho výrobou je však role betonu s recyklovaným kamenivem ve stavebnictví zřetelnější. Myšlenka cirkulární ekonomiky je bezesporu správná, nicméně je nutné si uvědomit jednu zásadní věc. Pokud beton zůstane hlavním stavebním materiálem, a zatím nic nenaznačuje, že by se to mělo v blízké době změnit, pak množství SDO produkované každý rok není schopno pokrýt současnou spotřebu kameniva potřebného pro výrobu betonu.
Z celkem 25,5 mil. t SDO vyprodukovaného v roce 2021 pouze necelých 5 mil. t (20,4 %) náleželo inertnímu minerálnímu odpadu ve formě betonu, cihel a keramických výrobků, příp. jejich směsím. Podle Svazu výrobců betonu se v tomtéž roce vyrobilo 8,2 mil. t transportbetonu (číslo nezahrnuje výrobny prefabrikátů). Uvažujeme-li, že na 1 m3 betonu je potřeba přibližně 1,75 t kameniva, pak se v roce 2021 spotřebovalo pouze na výrobu transportbetonu 14,35 mil. t přírodního kameniva.
Za předpokladu, že by se všechen inertní minerální odpad recykloval a využíval jako kamenivo do betonu, dalo by se tak nahradit 34 % spotřeby přírodního kameniva. Reálně však tato hod- nota bude výrazně nižší, jelikož určitá část nemusí vyhovovat kvalitativním požadavkům, najde jiné využití apod. Na druhou stranu je nutné dodat, že reportované množství vyprodukovaného odpadu je podhodnocené.
Vedle celkové kapacity SDO je zde i otázka lokální dostupnosti. Aby využívání SDO jako recyklovaného kameniva do betonu dávalo ekologický i ekonomický smysl, musí se zdroj nacházet v blízkosti jak recyklačního střediska, tak i betonárny, která bude recyklát využívat.
Kvalita recyklátu a její vliv na vlastnosti betonu
Vlastnosti betonu s recyklovaným kamenivem jsou závislé na dvou para- metrech: kvalitě recyklátu, resp. Kvalita recyklovaného kameniva je dána převážně obsahem jednotlivých materiálů v recyklátu. Čím více betonové složky recyklát obsahuje, tím nižší dopad na konečné vlastnosti betonu má. Z technologického hlediska je tedy nejlepší využívat čistě betonový recyklát. Problém tkví v jeho nedostatku.
Dopad recyklovaného kameniva na vlastnosti betonu byl zkoumán v mnoha tuzemských i zahraničních studiích. Obecně lze tvrdit, že recyklované kamenivo má negativní vliv na většinu vlastností betonu. Vedle kvality (druhu) recyklovaného kameniva hraje ještě významnější roli jeho obsah v betonu. Se zvyšujícím se podílem recyklovaného kameniva se úměrně zhoršují parametry betonu. Hlavním důvodem je vyšší pórovitost materiálů obsažených v recyklátu jako jsou cihly, malta a cementový tmel, který obaluje zrna přírodního kameniva původního betonu.
Závěr
Beton vyrobený ze 100% RA má užitné vlastnosti obdobné jako konvenční beton vyrobený z přírodních kameniv. Proto je možné jej použít pro běžné stavební betonové a železobetonové konstrukce. Velmi rychle se projevil zájem o prefabrikované stěnové dílce, kterých již bylo vyrobeno téměř tisíc kusů.
tags: #betonový #recyklát #objemová #hmotnost