Beton je nejdůležitějším stavebním materiálem na světě, a proto je jeho produkce a spotřeba obrovská. Společnost Sika se ujímá vedení a podporuje zákazníky po celém světě při optimalizaci receptur betonu a dosahování požadavků zadavatelů. Pro každého partnera v hodnotovém řetězci je klíčové, aby co nejefektivněji využil veškerý betonový stavební materiál.
Holcim je světovým lídrem v recyklaci, využívá stavební a demoliční odpad k výrobě nových materiálů. Barometr cirkulárních měst, který jsme vytvořili ve spolupráci s Bloomberg Media Studios, představuje digitální řídící panel znázorňující, jak 25 nejvýznamnějších měst přechází z lineární ekonomiky „vezměte, vyrobte, plýtvejte“ na cirkulární model „snižte, znovu použijte, recyklujte“.
Stavební a demoliční odpad je jednou z alternativ, o které se čím dál tím více uvažuje při výrobě slínku nebo cementu. Jedním z hlavních důvodů je snížení uhlíkové stopy vznikající při výrobě cementu. V případě, že struska nebo popílek dojde, a nenajdeme adekvátní náhradu, nebude možné vyrábět konkurenceschopné ani dostatečně „zelené“ cementy. Jednalo by se o vychýlení od naší Strategie 2027 a to my nechceme.
Rekarbonizace je proces, který umožňuje recyklaci oxidu uhličitého. Rekarbonizace má obrovský potenciál podpořit silný obchodní růst a zároveň omezit naši závislost na vzácných přírodních zdrojích. Ve spolupráci se Švýcarským federálním technologickým institutem (ETH Zurich) zachycujeme CO2 z jednoho z našich závodů. Ten poté - v rámci procesu rekarbonizace betonu - znovu využijeme uložením do recyklovaného betonu.
Na odborné konferenci, která se týkala recyklace stavebních materiálů, představila akciová společnost ERC-TECH výsledky výzkumu a vývoje výroby betonu z recyklovaného kameniva (RA) včetně drobných frakcí do 4 mm. Nová patentovaná technologie se v praxi osvědčila a na základě tohoto řešení uvedla společnost Skanska na trh v České republice beton ze stoprocentního recyklovaného kameniva pod názvem Rebetong a využila jej v několika developerských projektů.
Čtěte také: Návod na natírání starého plotu
Technologie a procesy recyklace betonu
- Použitím SikaGrind® při výrobě cementu se snižuje schopnost přitahování jemných částic během mletí.
- Použitím procesu Sika reCO2ver pro recyklaci betonu, lze zcela oddělit složky stavebního materiálu.
- Při procesu reCO2ver se zachycuje oxid uhličitý. Tím lze dále snížit ekologickou stopu stavebních konstrukcí.
- Použitím Sika® ViscoCrete® při výrobě betonu se zlepší tekutost betonu díky nižšímu obsahu vody v důsledku jeho absorpční schopnosti.
- Použitím SikaControl® jako součásti koncepce návrhu betonové směsi se maximalizují odolnostní vlastnosti betonu.
- Koncepce Sika CODE umožňuje řízené použití vyrobených, recyklovaných nebo drcených písků a kameniva.
- Technologie SikaRapid® maximalizuje výhody betonu s rychlým nárůstem počáteční pevnosti tím, že ji výrazně urychluje.
- Použitím přísady SikaPump® při výrobě betonu se díky jeho lubrikačním vlastnostem zlepší průtok betonu v hadicích betonpump.
- Používáním přísad Sika ViscoFlow® můžete kontrolovat zpracovatelnost betonu po dobu několika hodin bez další retardace.
Jedním z nich je použití recyklovaných materiálů jakožto náhrady za přírodní suroviny v různých stavebních materiálech. Holcim také nabízí služby pro recyklaci stavebního materiálu, jako je sběr a recyklace betonu a cihel ze stavebních projektů.
V rámci svého programu "Green Concrete", Holcim nabízí několik řešení pro recyklaci betonu. Jedním z nich je použití recyklovaného betonu jako náhrady za kamenivo, písek a cement. Dalším řešením je použití recyklovaného betonu jako náhrady za zemní výkopoviny v základech a podkladech pro nové stavby.
Ve spolupráci s francouzskou vládou hraje Holcim klíčovou roli ve výzkumném projektu FastCarb. V Rakousku používáme technologii podobnou FastCarb k mletí starého betonu v našich mlýnech, kdy do něj zároveň znovu vstřikujeme neupravený CO2 z našeho vlastního závodu.
Recyklované kamenivo v betonu
V současné době tvoří inertní stavební suť v průměru cca 45 % z celkové produkce odpadů v ČR i Evropě. V České republice vzniká ročně okolo 4 milionů tun inertní stavební suti, z čehož je výrazná část, tedy zhruba 85 %, ukládána na deponiích nebo skládkách a pouze 15 % je recyklováno a znovu využito, a to převážně s nízkou přidanou hodnotou jako zásypové, podkladní nebo stabilizační vrstvy. Tímto způsobem využití je výrazně ztížena jejich následná recyklace díky znečištění, např.
Snižující se množství přírodních zdrojů kameniva na jedné straně, a naopak rostoucí produkce stavební a demoliční suti na straně druhé, byly motivací a driverem k vývoji technologií pro maximální využití recyklovaného kameniva s co nejvyšší přidanou hodnotou a tak, aby výsledný produkt byl dále beze zbytku recyklovatelný. Beton vyrobený z recyklovaného kameniva je právě takovým produktem, ideálně s využitím 100% náhrady přírodního kameniva recyklovaným, tedy vč. drobné frakce do 4 mm.
Čtěte také: Betonový povrch a dlažba
Náhrada přírodního kameniva v betonu recyklovaným s sebou přináší výhody v environmentální i ekonomické rovině. V rovině environmentální se jedná o zpracování málo využívaných, a přitom recyklovatelných surovin, které jsou z velké části ukládány na skládkách a zachování těchto kapacit pro skládkování materiálů, které recyklovat nelze. Zároveň jde o úsporu přírodních zdrojů kameniva pro aplikace, kde je přírodní kamenivo nenahraditelné.
Dalším přínosem je snížení zátěže z dopravy, protože zdroje stavební suti pocházející z demolic starých objektů se většinou nachází v urbanizovaných oblastech a tedy blíže výroben betonu než lokality lomů a pískoven přírodního kameniva.
Rebetong - Beton ze 100% recyklovaného kameniva
Náhrada části přírodního kameniva v betonu, zejména hrubé frakce, recyklovaným je více méně standardní postup používaný jak ve světě, tak ojediněle i v ČR. Náš vývoj a výzkum se však zaměřil na výrobu betonu čistě z recyklovaného kameniva (RA) vč. drobných frakcí do 4 mm. Na základě tohoto řešení uvedla společnost Skanska a.s. na trh v České republice beton ze 100% recyklovaného kameniva pod názvem Rebetong.
Řešení spočívá jednak ve správné přípravě recyklovaného kameniva (recyklátu) a hlavně v technologickém postupu míchání tohoto betonu s využitím speciálních surovin - „nanofillerů“, jehož částice posilují pevnostní strukturu kameniva a směsi tak, že výsledný beton dosahuje podobných mechanicko-fyzikálních vlastností jako konvenční beton z přírodního kameniva v pevnostních třídách až C25/30 vč. vodonepropustnosti a mrazuvzdornosti. A to při stejné nebo dokonce nižší dávce cementu díky použití nanofileru a reaktivaci pojivových složek obsažených v recyklovaném kamenivu.
S ohledem na původ recyklovaného kameniva je potřeba počítat s tím, že modul pružnosti je nižší než u konvenčního betonu s čistým přírodním kamenivem, což je potřeba zohlednit při návrhu betonových a železobetonových konstrukcí z betonu z recyklovaného kameniva. Přesto je oblast použití velmi široká a pokud vezmeme v úvahu potenciální využití veškeré stavební suti do betonu, představovalo by to maximálně 20 % veškeré výroby betonu.
Čtěte také: Jak opravit betonový bazén
Vývoj a testování betonu z recyklovaného kameniva
Užitné parametry betonu ze 100% recyklovaného kameniva jsou výsledkem dlouhodobého vývoje společnosti ERC-TECH, na kterou navázala na začátku roku 2019 spolupráce společností Skanska, která je jednak jedním z největších výrobců betonu a zároveň přední stavební a developerskou společností a má šetrné stavění jako jednu z hlavních korporátních hodnot.
První laboratorní testy v laboratořích Skanska ukázaly překvapivě dobré výsledky betonu ze 100% betonového, cihelného nebo směsného recyklátu. Potvrdil se tak vysoký potenciál betonu z RA pro komerční využití, a to převedším na vlastních developerských projektech Skanska. Proto byly neprodleně zahájeny provozní testy přímo na pilotní betonárně v Olomouci opět s velmi dobrými výsledky.
Společný vývoj přinesl mimo jiné další optimalizaci výrobních postupů, ověření vyrobitelnosti v podmínkách průmyslové výroby na betonárně a ověření technologických a reologických vlastností betonu z RA při výrobě, dopravě a zpracování. Na základě těchto dobrých zkušeností přistoupila Skanska Transbeton s.r.o. ze 100% RA a od září 2019 vyrábí certifikovaný transportní beton s obchodní značkou Rebetong v pevnostních třídách do C 25/30, stupně vlivu prostředí do XC2, a prefabrikované stěnové dílce pod obchodní značkou Reblok.
Zaměřuje se na výrobu betonu ze 100% RA z cihelné stavební suti (vč. drobné frakce do 4 mm), které je na trhu přebytek a jejíž využití má tudíž větší ekonomický i ekologický efekt.
Laboratorní a provozní zkoušky
V rámci výzkumu a vývoje byly provedeny laboratorní zkoušky na čerstvém i ztvrdlém betonu. Na vybraných vzorcích pak pevnosti betonu v tahu ohybem i příčném tahu, mrazuvzdornosti, statického modulu pružnosti, nasákavosti, objemových změn betonu a hloubky průsaku tlakovou vodou.
Po úspěšných laboratorních zkouškách bylo přistoupeno k provozním testům na míchacím zařízení BHS DKXS o objemu 1,67 m3 k ověření realizovatelnosti celého technologického postupu přímo v provozu betonárny. V rámci prvních provozních testů byly ověřeny receptury pro pevnostní třídy C20/25 a C25/30 na bázi 100% cihelného recyklátu.
Během provozních zkoušek byla ověřena zpracovatelnost betonu na bázi recyklovaného kameniva, jeho chování, transportovatelnost a možnosti ukládání. V rámci provozního testování bylo dále provedeno stanovení konzistence v čase na betonu z cihelného recyklátu, aby byla ověřena zpracovatelnost a transportovatelnost recyklovaného betonu s použitím speciálních přísad.
Vzhledem k vyšší fluktuaci nasákavosti recyklátu, speciálně cihelného, je potřeba věnovat pozornost době zpracovatelnosti čerstvého betonu a použít speciální přísady, aby byla zajištěna dobrá zpracovatelnost po dobu min. Jedním z faktorů úspěchu je kvalitní výroba recyklovaného kameniva ze stavební suti.
Trvalo nějaký čas, než byl nastaven optimální výrobní proces, vybrána nejvhodnější zařízení a nastavení každého stroje ve výrobním řetězci. Vývoj betonu ze 100% RA byl zahájen použitím dvou frakcí RA, 0-8 a 8-16 mm. Po několika krocích optimalizace produkce RA byla vyrobena monofrakce 0-22 mm s podobnou granulometrií.
To byl důležitý krok pro efektivní výrobu v betonárnách, protože jim obvykle chybí skladovací prostor pro více frakcí kameniva. Důležitý je také zdroj SDS, nejlepším možným způsobem je řídit celý proces počínaje selektivní demolicí a vytvoření velkého úložiště recyklovaného kameniva s podobnými vlastnostmi. Vyrobené recyklované kamenivo je testováno podle ČSN EN 12620+A1 a dále je požadována předepsaná křivka zrnitosti.
Certifikace a normy
Po úspěšném provozním testování bylo přistoupeno k certifikaci systému řízení výroby (SŘV) betonu z recyklátu podle podnikové normy č. TN TRB 03/2019 a po skončení certifikačního procesu bylo v září 2019 vydáno stavebně technické osvědčení (STO) č. 060-049062. V roce 2020 pak následovala certifikace dalších betonáren společnosti Skanska Transbeton, s.r.o. pro výrobu betonu z recyklátu v Praze-Uhřiněvsi, Praze-Řeporyjích a ve Veltrusech a v Brně.
Další zkoumanou vlastností bylo zjištění a porovnání objemových změn betonu z recyklovaného kameniva a betonu s přírodním kamenivem pevnostní třídy C 25/30 podle rakouské normy [8], kdy měření probíhá ve žlabu o rozměrech 100×60×1 000 mm již od čerstvého, ještě nezatvrdlého stavu betonu. Měření probíhala do stáří 90 dnů.
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.
Pilotní projekty a realizace
První pilotní projekt ve formě transportního betonu ze 100% cihelného recyklátu byl realizován v Olomouci na stavbě Nová Envelopa, kde byla zahájena betonáž podkladních betonů v objemu 350 m3. Dalším pilotním projektem je developerský rezidenční projekt Skanska Čertův vršek v Praze. Rebetong se zde používá nejen pro podkladní betony, ale také pro železobetonové nosné stěny. Další realizací je rezidenční čtvrť Emila Kolbena v Praze.
Bariéry a podpora širšího využití
V současné době jsou nejen v rámci ČR, ale celé EU značné bariéry v technických předpisech, které významně omezují použití recyklovaných kameniv v betonu. Evropská norma pro beton EN 206+A1 doporučuje použití hrubého recyklovaného kameniva do betonu pouze do výše max. 50 % pro typ A a B, a to pouze pro stupeň vlivu prostředí X0. Česká národní norma ČSN P 73 2404 toto doporučení převzala jako limit.
Pro podporu širšího využití RA do betonu a tím zlepšení hospodaření s druhotnými surovinami ve stavebnictví je nezbytné změnit tento konzervativní přístup a zaměřit se na výsledné vlastnosti betonu z recyklovaného kameniva bez omezení jeho obsahu. Situace se začíná pomalu ale přece měnit, jak si veřejní zadavatelé čím dál víc uvědomují důležitost šetrného stavění a cirkulární ekonomiky, a naopak přichází s požadavky ve svých projektech na stavební výrobky z druhotných, recyklovaných surovin.
Závěr
Zjištěné parametry během laboratorních i provozních zkoušek ukazují velký potenciál betonu ze 100% recyklovaného kameniva, jelikož jeho užitné vlastnosti jsou srovnatelné s konvenčními betony a má své uplatnění v řadě stavebních konstrukcích.
Patentované řešení je plně v souladu s principy cirkulární ekonomiky, kdy lze velkou část inertní stavební suťi proměnit zpět na stavební materiál s výbornými vlastnostmi, který je navíc plně recyklovatelný a dále zpracovatelný stejným technologickým postupem. Díky snížení dopravní vzdálenosti recyklovaného kameniva, které se nachází spíše v urbanizovaných oblastech, proti přírodnímu kamenivu dováženého většinou z větších vzdáleností, je nižší uhlíková stopa, kterou lze dále snížit optimalizací skladby receptury použitím nižší dávky cementu. Celkově je možné snížit uhlíkovou stopu až o více než 10 %.
tags: #recyklace #starého #betonu #v #továrně