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 světové válce. V městech zničených po bombardování se bylo nutné zbavit velkého množství materiálu a zároveň obnovit poničené budovy a infrastrukturu.
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“.
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.
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. Po čtyřech letech zkušeností s jeho výrobou je však role betonu s recyklovaným kamenivem ve stavebnictví zřetelnější.
Čtěte také: Typy mobilních plotů
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.
Graf na obrázku níže zobrazuje množství a podíl jednotlivých druhů odpadů evidovaných v Katalogu odpadů dle vyhl. 8/2021 Sb. v kategorii 17 Stavební a demoliční odpady. 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. Největší část z SDO zaujímá vytěžená zemina a kamení, přibližně 15,6 mil. t (57,9 %).
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. Velká část minerálního odpadu se využívá na zpětné zásypy v rámci staveniště, příp. na jiných místech, a není tak zaevidována v celkových statistikách. Lze předpokládat, že v budoucnu se množství SDO vhodného pro recyklaci bude zvyšovat a to např. i díky technologiím, které dokáží recyklovat vytěženou zeminu a separovat z ní čisté kamenivo. Nicméně deficit mezi množstvím kameniva potřebného pro výrobu betonu a množstvím recyklovatelného materiálu zde zůstane a s ním i závislost na spotřebě přírodního kameniva.
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. S prodlužováním transportních vzdáleností mezi místem demolice a recyklačním střediskem, příp. mezi recyklačním střediskem a betonárnou, se zvyšuje jak dopad na životní prostředí primárně ve formě emisí CO2 vypouštěných do ovzduší z nákladní dopravy, tak i výsledná cena recyklovaného kameniva, která nakonec nemusí být konkurenceschopná vůči ceně přírodního kameniva.
Čtěte také: Vše o pronájmu mobilního parketu
Ideální schéma je, když re- cyklace probíhá pomocí mobilní recyklační linky přímo na stavbě a odtud je recyklované kamenivo distribuováno přímo na betonárny. Toto schéma je však ve většina případů nemožné, jelikož největší množství demolic probíhá v centrech a okolí měst, kde na tak prostorově náročné operace není místo, a ani by to neocenili lidé, kteří bydlí v okolí.
S tím souvisí další bod, a to že recyklované kamenivo bude dostupné primárně v okolí větší měst. V poslední řadě je zde otázka dostupnosti recyklovaného kameniva na trhu. Momentálně je velmi málo recyklačních středisek, které jsou schopné produkovat recyklát požadované kvality k použití pro výrobu betonu. Výsledná kvalita recyklátu je dána hlavně recyklačním postupem, zejména počtem kroků ve fázi třídění před samotným drcením, a také tím, jestli dochází k čištění od plovoucích částic, prachu či hlíny pomocí strojového proplachování. Právě tento krok výrazně zlepšuje kvalitu výsledného recyklátu, která se následně propíše i do vlastností betonu.
Větší počáteční investice, kterou je nutné udělat pro zajištění požadované kvality recyklátu, spolu s procesem certifikace výrobku recyklovaného kameniva podle normy ČSN EN 12620+A1, ve většině případů majitele recyklačních středisek odradí od zavedení recyklovaného kameniva do betonu mezi své produkty.
Stavební odpady ze stavenišť, všechny zbytky materiálů a surovin, lze převážně znovu využít na další stavbě, nevyužitelný zbytek (cca 10%) lze uložit na skládku. materiálů se vytřídí cca 10 % (dřevo, sklo, kovy, plasty), zbytek je podíl nevhodný k využití ve stavebním procesu. Vytříděný 40% podíl stavební sutě lze zpracovat na třídících zařízeních.
V současné době jsou rozšířená technologická zařízení mobilní, polomobilní a stacionární s výkonem od 50 do 400 tun za hodinu. V použití však převládají úpravny o výkonu 100 - 150 tun za hodinu. Na rozmělnění suti se používají drtiče čelisťové, válcové, odstředivé a odrazové. Třídění probíhá buď za sucha nebo ve vodném prostředí.
Čtěte také: Rozměry mobilních plotových dílců
Používají se pro přímé nasazení na staveništi (např. (nejsou kryty, pevné uchycení apod. podle požadavku zákazníka další třídění materiálu. Minimální požadavky na prostor. Jednodušší povolování provozu.
Vlastnosti betonu s recyklovaným kamenivem
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. Samozřejmě vždy také záleží na zdroji betonového recyklátu, ale obec- ně platí, že betonový recyklát je kvalitnější než směsný nebo cihelný. Z technologického hlediska je tedy nejlepší využívat čistě betonový recyklát. Problém tkví v jeho nedostatku. Betonového recyklátu je k dispozici velmi málo a nachází uplatnění i mimo výrobu betonu.
Produkci betonového recyklátu by mohl zvýšit proces selektivní demolice staveb, který zajišťuje, aby se stavební odpad třídil již během demolice podle jednotlivých materiálů. Namísto směsného recyklátu by tak vznikalo více čistého betonového recyklátu. V praxi se však zatím selektivní demolice uplatňuje stále jen velmi zřídka, a to zejména z důvodu velké časové náročnosti celého procesu. Betonový recyklát tak vzniká hlavně z demolic čistě betonových staveb jako jsou např. dopravní stavby. Při demolicích starých průmyslových objektů nebo rezidenčních staveb, kde se nachází mix betonových a cihelných konstrukcí, vzniká převážně recyklát směsný.
Většina výrobců betonu se proto z výše uvedených důvodů uchýlila k využívání směsného recyklovaného kameniva, které je kapacitně i cenově dostupnější. Při výrobě recyklovaného kameniva vzniká během procesu drcení hrubá i drobná složka recyklátu, která se následně třídí na jednotlivé frakce. Poměr mezi hrubou a drobnou složkou závisí na typu drtiče a vstupním materiálu, obecně však vzniká drobné složky více. Hrubá frakce 8/16 nebo 11/22 je ekonomicky i technologicky efektivnější než drobná frakce 0/4 nebo 0/8. Nicméně, v případě, kdy by se zpracovávala pouze hrubá frakce recyklátu, velké množství materiálu by zůstalo nevyužito s potenciálem použití pouze pro zpětné zásypy. Pro maximalizaci využití recyklátu je potřeba zpracovávat i drobnou frakci.
Vliv recyklovaného kameniva na vlastnosti betonu
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. Vyšší pórovitost následně ovlivňuje všechny vlastnosti betonu.
V čerstvém stavu je kvůli vyšší nasákavosti recyklátu ovlivněna hlavně zpracovatelnost betonu, která v čase klesá rychleji než u běžného betonu. Většina výrobců chemických přísad již ale nabízí přísady, kterými lze ztrátu konzistence účinně řešit. Nicméně, i přes to je stále nutné počítat s vyšší dávkou záměsové vody, která je potřeba pro kompenzaci nasákavosti a aktivaci chemických přísad.
Mechanické vlastnosti betonu jako je pevnost v tlaku, pevnost v tahu a modul pružnosti se zhoršují se zvyšujícím se podílem recyklovaného kameniva v betonu. Graf níže znázorňuje pevnost betonu v tlaku pro směsi s různým podílem směsného recyklovaného kameniva. Graf zahrnuje i rozdíl při využití drobné frakce (fRA) a hrubé frakce (cRA). Jedná se o výsledky kontrolních zkoušek betonu provedených na betonárně, které jsou průměrem za delší časové období. Betonové směsi obsahovaly srovnatelné množství cementu. Při 15% podílu recyklovaného kameniva poklesne pevnost v průměru o 6 až 8 %, v případě 50% podílu o 11 až 14 % a při plné náhradě až o 22 %. Drobné recyklované kamenivo má mírně vyšší dopad na pevnost v tlaku než hrubá frakce.
U tahové pevnosti betonu je trend obdobný, pouze relativní pokles tahové pevnosti oproti běžnému betonu s přírodním kamenivem je nižší než u pevnosti v tlaku. 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.
Graf níže zobrazuje hodnoty modulu pružnosti opět pro směsi s různým podílem recyklátu a s různou frakcí. V případě 15% podílu recyklovaného kameniva je pokles modulu pružnosti téměř zanedbatelný a pohybuje se okolo 2 až 4 %, při 50% náhradě se hodnota modulu pohybuje o 39 až 45 % níže oproti běžnému betonu, a při plné náhradě může modul poklesnout až o 55 %, což již výrazně omezuje použití betonu do konstrukčních prvků vystavených vyššímu deformačnímu namáhání. Stejně jako u pevnosti v tlaku platí, že hrubá frakce vykazuje lepší hodnoty modulu pružnosti při stejném podílu recyklátu než drobná frakce. Ztrátu modulu pružnosti nelze efektivně kompenzovat jinou úpravou složení betonové směsi, jelikož jeho hodnota závisí primárně na použitém typu kameniva.
Výsledky hloubky průsaku tlakovou vodou nepotvrzují trend z pevnostních charakteristik, a to pravděpodobně kvůli nepříznivé opakovatelnosti a reprodukovatelnosti této zkoušky. Pouze beton se 100% obsahem recyklátu reportuje v průměru vyšší hloubku průsaku než ostatní směsi, které jsou mezi sebou srovnatelné. Z pohledu trvanlivosti je nejzajímavější sledovat mrazuvzdornost betonu, která by mohla rozšířit aplikaci betonu s recyklovaným kamenivem i na konstrukce vystavené mrazovým cyklům. Zde jsou ale výsledky nekonzistentní, odolnost betonu totiž závisí zejména na kvalitě recyklátu. Základní předpoklad pro mrazuvzdornost betonu je i mrazuvzdornost použitého kameniva. V případě recyklovaného kameniva lze mrazuvzdornost zaručit pouze za předpokladu, že známe zdroj SDO, ze kterého byl recyklát vyroben, a mrazuvzdornost betonu s ním byla ověřena. Recyklované kamenivo musí obsahovat převážně betonovou složku z původně mrazuvzdorných konstrukcí nebo kvalitní cihelné či keramické materiály. Zajištění takové kvality recyklátu klade vysoké nároky na recyklační proces, který, jak již bylo zmíněno dříve, není zatím rozšířeným standardem.
U dlouhodobě sledovaných parametrů jako je např. dotvarování nebo smrštění betonu vlivem vysychání bylo taktéž vypozorováno, že s rostoucím podílem recyklovaného kameniva v betonu se dotvarování a smrštění zvětšuje. Důvodem je opět vyšší pórovitost recyklovaného kameniva a s tím i spojená vyšší nasákavost a potřeba záměsové vody. Smrštění od vysychání se může při 100% náhradě recyklovaným kamenivem zvýšit v průměru až o 30 % v porovnání s běžným betonem, nicméně, tento jev lze částečně ovlivnit složením betonu a smrštění od vysychání tak snížit.
Vhodnost použití betonu s recyklovaným kamenivem pro různé typy staveb
Vezmeme-li v potaz všechny výše zmíněné skutečnosti týkající se dostupnosti recyklovaného kameniva a vlastností betonu z něj vyrobeného, pak se nabízí otázka, na které typy staveb, potažmo konstrukcí, je tento materiál vhodný.
Dopravní a inženýrské stavby, jakými jsou např. pozemní komunikace, mosty, tunely, vodní díla ad., se navrhují většinou s životností přes 100 let a zásadním požadavkem na beton je jeho trvanlivost. Často se jedná o konstrukce vystavené mrazovým cyklům a nadměrnému zatížení. Pro tento typ konstrukcí by měla být snaha dosáhnout nejvyšší množné kvality, což využívání recyklovaného kameniva nepodporuje. Kancelářské stavby a stavby občanské vybavenosti již nabízí širší škálu konstrukcí, kde beton s recyklátem využít. Určité omezení by mohlo být u pohledových konstrukcí, u kterých se může projevit mírné zbarvení obsahem cihelné složky recyklátu. Největší potenciál využití betonu s recyklátem nabízí bytové stavby, které jsou z hlediska konstrukčního systému a požadavků kladených na ...
Hlavní možnost využití zemin a výkopových materiálů je přímo na stavbě pro zásypy výkopů u zemních prací, využití pro vytváření protihlukových valů a komunikací, vyrovnávání terénních nerovností. konkurence schopné výrobky. Cihelné a betonové drti lze s výhodou znovu použít do betonů. Toto využití však vyžaduje předchozí třídění podle druhu. komunikace.
Další odpady, které se mohou vyskytnout v souvislosti se stavební činností jsou obalové materiály (folie PET, papír, plechovky, nádobky od sprejů), barvy, lepidla, lepenky, použité čistící textilie, použité štětce, brusný papír, brusné a lešticí kotouče, zbytky různých chemických látek apod. shromážděn po ukončení stavby, nazývá se směsný stavební odpad nebo demoliční odpad a musí se s ním nakládat jako s nebezpečným odpadem.
| Vlastnost | 15% podíl recyklátu | 50% podíl recyklátu | 100% podíl recyklátu |
|---|---|---|---|
| Pevnost v tlaku | Pokles o 6-8 % | Pokles o 11-14 % | Pokles o 22 % |
| Objemová hmotnost | Pokles o 2 % | Pokles o 7 % | Pokles o 13 % |
| Modul pružnosti | Pokles o 2-4 % | Pokles o 39-45 % | Pokles až o 55 % |
| Smrštění od vysychání | - | - | Zvýšení až o 30 % |
tags: #mobilní #drtič #betonu #princip #fungování