Cementový kompozit z recyklovaného kameniva dává ekonomický smysl

Stavebnictví zažívá turbulentní časy. Na jedné straně se zvyšují ceny materiálů a pracovní síly, což je způsobeno především jejich nedostatkem, a na straně druhé stoupají nároky na udržitelnou výstavbu a snížení dopadu lidské činnosti na životní prostředí. Betonárny se potýkají s nedostatkem kameniva do betonu a cementárny musí řešit rychle rostoucí ceny emisních povolenek. Všechny tyto skutečnosti motivují developery a výrobce materiálů hledat cesty k úsporám. Recyklace stavebních demoličních odpadů a jejich využití při výrobě betonu by mohlo některé problémy vyřešit. Proto TBG Metrostav vyvinul cementový kompozit z recyklovaného kameniva ECOCRETE® R, který je ekologickou alternativou ke standardnímu sortimentu betonů.

PŘÍČINY PRO HLEDÁNÍ ALTERNATIV

Tuzemský stavební průmysl vyprodukoval v posledních letech průměrně okolo 16 mil. tun odpadu ročně, což je více než 40% podíl na celkovém objemu odpadu. Z tohoto odpadu lze teoreticky recyklovat přes 5,5 mil. tun, což je necelých 40 % z celkového objemu stavebního odpadu. Jedná se především o beton, cihly, tašky a keramické výrobky, respektive jejich směsi, a také směsné stavební či demoliční odpady, které neobsahují nebezpečné látky. V případě, že by se využila jen polovina odpadu jako recyklované kamenivo do betonu, jednalo by se stále o značnou část z celkové roční spotřeby kameniva pro výrobu betonu. Uspořené přírodní kamenivo by se tak mohlo ponechat pro aplikace, kde je recyklované kamenivo nedostačující.

Kromě velkého množství recyklovatelného odpadu se rychlým tempem snižují zásoby těžených přírodních ložisek stavebního kamene a štěrkopísku. Od roku 1991 nebyly v ČR otevřeny žádné nové kamenolomy ani pískovny a výhled do blízké budoucnosti také není příznivý. Více jak polovina momentálně aktivních kamenolomů a pískoven pravděpodobně ukončí svou těžbu v následujících 10 letech. Ke zlepšení situace nepřispívá ani fakt, že otevření těžby nového ložiska, respektive prodloužení či rozšíření těžby stávajícího ložiska, je velmi komplikovaný proces, který může v některých případech trvat i přes 10 let.

Ačkoli se produkce přírodního kamene v posledních letech držela na stabilní úrovni, současná situace spolu se zvyšující se spotřebou vlivem rozsáhlé výstavby má za následek časté problémy s dodávkami kamene pro výrobu betonu. Nečekané výpadky dodávek kamene si vynucují zásadní změny, které se v konečném důsledku mohou projevit na kvalitě výsledného betonu i jeho ceně. Nemluvě o dopadu na dopravní infrastrukturu a životní prostředí vlivem delších dopravních cest z místa zpracování kamene na místo spotřeby.

V neposlední řadě se také zvyšuje zájem investorů a projektantů o využívání recyklovaných materiálů v nových projektech výstavby. Ten vyplývá zejména z poptávky veřejnosti po stavbách šetrnějších k životnímu prostředí, ale také ze změn v normách, které požadují snížit environmentální dopad staveb hodnocený metodami, jako jsou například LCA, LEED nebo BREEAM.

Právě vyčerpávání zásob přírodního kameniva, velké množství stavebního a demoličního odpadu, zpřísňující se legislativa v oblasti ukládání odpadu, recyklace a využívání recyklovaných materiálů ve výstavbě spolu s poptávkou nejen veřejnosti po stavbách šetrnějších k životnímu prostředí lze na úrovni výrobců betonu částečně řešit využitím recyklovaného kameniva při výrobě betonu. Proto TBG Metrostav uvedl v roce 2021 na trh produkt ECOCRETE® R.

CEMENTOVÝ KOMPOZIT Z RECYKLOVANÉHO KAMENIVA

Jde o cementový kompozit, kde je přírodní kamenivo částečně nebo zcela nahrazené kamenivem recyklovaným. Přívlastek „cementový kompozit“ je použit z důvodu výroby materiálu podle podnikové normy výrobce, nikoli podle normy na beton.

Prvním dodavatelem recyklovaného kameniva byla Divize 3 společnosti Metrostav, která v rámci revitalizace areálu pekáren Odkolek prováděla demolici starých objektů a vzniklý odpad zrecyklovala na kamenivo do betonu. Od uvedení na trh bylo vyrobeno již přes 10 000 m3 daného materiálu.

STAVEBNÍ VYUŽÍTÍ

Hlavním limitujícím faktorem použití betonu s recyklovaným kamenivem je výrazně nižší modul pružnosti. Snížení hodnoty o přibližně 30 % při 50% podílu cihelného recyklátu (pouze hrubá frakce) a o více než 50 % při 100% podílu cihelného recyklátu (hrubá i drobná frakce). Tato skutečnost omezuje materiál k použití na konstrukce, u nichž dochází k převážně ohybovým namáháním, tedy stropní konstrukce, trámy a průvlaky. Rovněž není vhodný pro silně tlačené sloupy a stěnové konstrukce, kde by mohlo dojít k nadměrnému dotvarování.

Využití pro podkladní, výplňové, stěnové konstrukce a piloty bylo s úspěchem ověřeno.

Častým dotazem projektantů je rovněž vliv nižší objemové hmotnosti na akustické vlastnosti betonu, vzhledem k jeho aplikacím na příčky obytných budov. Běžně se pro posudek vzduchové neprůzvučnosti počítá s objemovou hmotností betonu 2 300–2 400 kg/m3. Objemová hmotnost ztvrdlého betonu ECOCRETE® R použitého v konstrukci byla okolo 2 150 kg/m3 (uvedená hodnota je před vysušením a bez započtení výztuže).

Navíc vhodnou koordinací mezi dodavatelem recyklovaného kameniva, výrobcem materiálu a odběratelem na stavbě je umožněno spotřebování stavebního odpadu, který by byl jinak uložen na skládce, bez zbytečného převážení na mezideponii. Tím celá technologie dostává i ekonomický smysl.