Použití recyklovaných kameniv ve výrobě betonu při současné legislativě ČR
Využití recyklátu jako částečné nebo úplné náhrady přírodního kameniva pro výrobu betonu je stále častější. Současná legislativa v EU a České republice však toto využití umožňuje pouze ve velmi omezené míře. Článek popisuje současnou situaci v České republice a směry dalšího rozvoje souvisejících norem pro rozšíření stávajících možností využití recyklátů pro výrobu betonu.
Foto: Pexels
1. Úvod
V České republice, vzhledem k rychlému vytěžování kapacit přírodního kameniva v aktuálně fungujících lomech a pískovnách a neotvírání nových dobývacích prostorů, bude hrozit nedostatek zásob přírodního kameniva k použití nejen pro výrobu betonu, ale také pro další oblasti stavebnictví. Zvyšuje se také množství stavebních a demoličních odpadů (SDO), jejichž ukládáním zatěžujeme životní prostředí. Použití některých druhů SDO jako náhrady přírodních kameniv do betonu se jeví jako vhodné řešení těchto problémů. V posledních letech činila produkce přírodního kameniva přibližně 25 mil. tun ročně. Z tohoto množství se do betonu použije 19 až 20 mil. tun. Nedostatek kameniva do betonu se již nyní projevuje v některých krajích např. ve východních, severních Čechách či Zlínském kraji.
![Obr. 1a: Životnost kamenolomů v ČR [1]](/docu/clanky/0287/028700o1.jpg)
![Obr. 1b: Životnost pískoven v ČR [1]](/docu/clanky/0287/028700o3.jpg)
Obr. 1: Životnost kamenolomů v ČR (vlevo), životnost pískoven v ČR (vpravo) [1]
SDO je z větší části tvořen inertním materiálem, jenž po určité úpravě a vhodné recyklaci může nahradit část přírodního kameniva v betonu. Ovšem recyklace je u nás oproti jiným státům Evropy vcelku zanedbanou technologií. Je potřebné si uvědomit, že s lepší recyklační technologií budou vznikat recykláty vyšších kvalit a rozšíří se možnosti jejich využití.
Cihelné zdivo a keramický odpad je jedním z nejvíce zastoupených materiálů SDO. Pro použití do betonu je nezbytné určit nejdříve jeho vlastnosti, ale také to, jak se tyto vlastnosti mění vzhledem k odlišným zdrojům původu tohoto recyklovaného kameniva. Cihlobetony, tedy betony s cihelným recyklátem, se již v České republice vyrábějí, ovšem zastoupení recyklátů se pohybuje na malé procentuální úrovni. K tomuto faktu přispívají nejen nedostatečná legislativní opatření a výrazná normativní omezení v ČSN EN 206+A2 [2] a ČSN P 73 2404 [3], ale i celková nedůvěřivost k cihelnému recyklátu. Lepší je situace ve využívání čistých betonových recyklátů. Ovšem těchto je na trhu nedostatek.
2. Současná legislativní omezení v ČR
Stěžejní normy, které se věnují problematice recyklovaného kameniva a recyklovaného betonu, jsou v České republice ČSN EN 206+A2 Beton – Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda [2], ČSN P 73 2404: Beton – Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda – Doplňující informace [3] a ČSN EN 12620+A1 Kamenivo do betonu [4]. Dle ČSN P 73 2404 [4] se recyklované kamenivo z hlediska jeho složení rozděluje na Typ 1, které je vyrobeno pouze drcením z betonu, a Typ 2 původem ze stavební sutě. Tato norma uvádí minimální objemovou hmotnost 2000 ± 150 kg/m3 pro oba typy recyklátu a také maximální nasákavost po 10 minutách, která činí 10 % pro Typ 1 a 15 % pro Typ 2. Dále uvádí, že jako kamenivo do betonu lze použít pouze kamenivo Typu 1, výjimku tvoří betony pevnostních tříd C 8/10 a nižší, kde lze použít i kamenivo Typu 2. Dále recyklované kamenivo nelze použít pro beton odolnému vůči vlivu prostředí XF2, XF4, XD1, XD2 a XD3, pro předpjatý beton, pohledový beton a beton s vysokými nároky na odolnost vůči průsaku tlakovou vodou. V normě ČSN EN 206+A2 [2] jsou uvedeny maximální procentuální náhrady hrubého kameniva recyklovaným kamenivem dle stupně vlivu prostředí. Norma rozlišuje druh recyklovaného kameniva dle jeho složení a vlastností na druh A a druh B. Druh A je recyklát získaný jen z betonu, musí mít objemovou hmotnost vyšší než 2100 kg/m3. Maximální 50% procentuální náhrada přírodních kameniv uvažuje pouze tzv. hrubé kamenivo nad 4 mm, a to pro prostředí X0 pro oba druhy A a B. Pro prostředí XC1 a XC2 je náhrada omezena na 30 % pro druh A a na 20 % pro druh B. Pro prostředí XC3, XC4, XF1, XA1, XD1 lze použít pouze druh A v maximální náhradě 30 %. Recyklované kamenivo druhu A lze však použít i pro všechny ostatní stupně v případě, že je recyklované kamenivo vyrobeno z betonu, který byl pro vliv prostředí navržen, a to opět v maximální míře 30 %.
Dle ČSN EN 12620+A1 [4] je recyklované kamenivo definováno jako kamenivo anorganického původu, které bylo dříve použito v konstrukci. Jedná se o výsledný produkt technologického procesu probíhajícího v recyklačních linkách. Na recyklované kamenivo do betonu se vztahují normy ČSN EN 12620+A1 [4], která definuje vlastnosti a norma ČSN EN 933-11 definující složení recyklátu [5].
Mezi fyzikální požadavky na recyklované kamenivo patří:
- Nasákavost – recyklované kamenivo je odolné vůči zmrazování a rozmrazování, pokud je hodnota nasákavosti stanovena dle EN 1097 < 1 %.
- Odolnost vůči zmrazování a rozmrazování – je možno použít hodnotu mrazuvzdornosti stanovenou dle EN 1367-1, pro recyklované kamenivo, které nemá částice spojené cementem je vhodná také hodnota zkoušky síranem hořečnatým dle EN 1376-2.
- Klasifikace složek hrubého recyklovaného kameniva – dle EN 933-11 a stanovuje se poměr složek materiálů v hrubém recyklovaném kamenivu, které se deklaruje dle příslušných kategorií.
Tato norma dále předepisuje požadavky na chemické vlastnosti recyklovaného kameniva, mezi které se řadí:
- Obsah chloridů – postupuje se dle EN 1744-1. Obsah chloridových iontů musí být uveden výrobcem. U recyklovaných kameniv obsahující ztvrdlý beton či maltu hrozí riziko chloridů, jež mohou být vázány v hlinitanu vápenatém či jiných fázích, u kterých není možné jejich odstranění vyluhováním vodou.
- Obsah síranů – vodou rozpustné sírany se stanovují dle EN 1744-1, které je nutno deklarovat dle příslušných kategorií. Sírany v recyklovaném kamenivu tvoří riziko agresivního rozpínání v betonu.
- Složky ovlivňující průběh tuhnutí a tvrdnutí betonu – tyto látky mohou být organického (postup dle EN 1744-1:1998, 15.1 a 15.2) nebo anorganického původu (postup dle EN 1744-6). Látky, které ovlivňují průběh hydratace cementu, jsou zejména humusovité látky a materiály s obsahem cukru. Negativní dopady na vývoj pevnosti a trvanlivosti betonu mají některé jílovité minerály.
- Posouzením vlivu kameniva na smrštění betonu se věnuje ČSN EN 1367-4, kde je zmíněno i recyklované kamenivo. V případě nasákavosti recyklovaného kameniva > 3,5 % nebo měrné hmotnosti < 2450 kg/m3 lze použít jinou než referenční metodu, kdy lze použít kamenivo nasáklé vodou s osušeným povrchem.
Pokud bude recyklované kamenivo použito v betonu, kde je obsah alkálií omezen, bude třeba zjistit, zdali recyklované kamenivo obsahuje alkálie, a případně stanovit jejich obsah. Dále je nutné zjistit, jestli recyklované kamenivo obsahuje reaktivní kamenivo, které může způsobit alkalicko-křemičitou reakci v betonu. Minimální četnosti zkoušek pro recyklované kamenivo jsou uvedeny v tab. 1.
| Vlastnost | Článek | Poznámka | Zkušební metoda | Minimální četnost zkoušek | |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | Objemová stálost – smršťování při vysychání | 5.7.2 | ČSN EN 1367-4 | Jednou za 5 let | |
| 3 | Chloridy | 6.2 | Recyklované kamenivo | ČSN EN 1744-5 | |
| 4 | Složky obsahující síru | 6.3. | Recyklované kamenivo | ČSN EN 1744-1+A1 | Dvakrát ročně |
| 5 | Organické složky | 6.4.1 | *ČSN EN 1744-1+A1 | ||
| Obsah humusu | 15.1* | Jednou ročně | |||
| Fulvo kyselina | 15.2* | Jednou ročně | |||
| Srovnávací zkoušky pevnosti v průběhu tuhnutí | 15.3* | Jednou ročně | |||
| Lehké organické znečišťující složky | 14.2* | Dvakrát ročně | |||
| 8 | Vliv na počáteční dobu tuhnutí cementu | 6.4.1 | Recyklované kamenivo | ČSN EN 1744-5 | Dvakrát ročně |
| 9 | Složky hrubého recyklovaného kameniva | 5.8 | Hrubé recyklované kamenivo | ČSN EN 933-11 | Jednou měsíčně |
| 10 | Objemová hmotnost zrn a nasákavost | 5.5 | Hrubé recyklované kamenivo | ČSN EN 1097-6 | Jednou měsíčně |
| 11 | Vodou rozpustné sírany | 6.3 | Hrubé recyklované kamenivo | ČSN EN 1744-1+A1 | Jednou měsíčně |
Zkoušením geometrických vlastností recyklovaného kameniva se zabývají normy ČSN EN 933-3 Stanovení tvaru zrn – index plochosti a ČSN EN 933-11 Klasifikace složek hrubého recyklovaného kameniva, která se používá pro identifikaci a odhadu jednotlivých podílů materiálu [6]. Klasifikaci složek hrubého recyklovaného kameniva popisuje tabulka č. 2.
| Složka | Obsah [% z hmotnosti] | Kategorie |
|---|---|---|
| Rc | ≥ 90 | Rc 90 |
| ≥ 80 | Rc 80 | |
| ≥ 70 | Rc 70 | |
| ≥ 50 | Rc 50 | |
| < 50 | Rc deklarovaná | |
| Bez požadavku | Rc NR | |
| Rc + Ru | ≥ 95 | Rcu 95 |
| ≥ 90 | Rcu 90 | |
| ≥ 70 | Rcu 70 | |
| ≥ 50 | Rcu 50 | |
| < 50 | Rcu deklarovaná | |
| Bez požadavku | Rcu NR | |
| Rb | ≤ 10 | Rb 10 |
| ≤ 30 | Rb 30 | |
| ≤ 50 | Rb 50 | |
| > 50 | Rc deklarovaná | |
| Bez požadavku | Rc NR | |
| Ra | ≤ 1 | Ra 1 - |
| ≤ 5 | Ra 5 - | |
| ≤ 10 | Ra 10 - | |
| X + Rg | ≤ 0,5 | XRg 0,5 - |
| ≤ 1 | XRg 1 - | |
| ≤ 2 | XRg 2 - | |
| Složka | Obsah [cm3/kg] | Kategorie |
| FL | ≤ 0,2 | FL 0,2 - |
| ≤ 2 | FL 2 - | |
| ≤ 5 | FL 5 - |
| Složka | Popis |
|---|---|
| Rc | Beton, betonové výrobky, malta, betonové zdicí prvky |
| Ru | Nestmelené kamenivo, přírodní kámen, směsi kameniva stmelené hydraulickými pojivy |
| Rb | Pálené zdicí prvky (např. cihly a dlaždice), vápenopískové zdicí prvky, provzdušněný neplovoucí beton |
| Ra | Asfaltové materiály |
| FL | Plovoucí materiál podle objemu |
| Rg | Sklo |
| X | Soudržné (např. jíl a zemina), kovy (železné a neželezné), neplovoucí dřevo, plasty a guma, sádrová omítka |
Pro zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností recyklovaného kameniva se postupuje dle ČSN EN 1097. Odolnost proti otěru se stanoví dle ČSN EN 1097-1 zkouškou Mikro-Deval, stanovení odolnosti proti drcení se věnuje ČSN EN 1097-2 zkouškou Los Angeles. Část 6 této normy čili ČSN EN 1097-6 se věnuje stanovení objemové hmotnosti zrn a nasákavosti. Zmínka o recyklovaném kamenivu pro použití v betonu je také v normě ČSN EN 13055, která se věnuje pórovitému kamenivu anorganického původu s objemovou hmotností < 2000 kg/m3 nebo sypnou hmotností ≤ 1200 kg/m3. V normě ČSN EN 206+A2 [2] jsou uvedeny maximální procentuální náhrady přírodního hrubého kameniva recyklovaným kamenivem dle vlivu prostředí. Tato norma rozděluje recyklované kamenivo na dva druhy – druh A a druh B, které se nepoužívá do betonu třídy pevnosti v tlaku > C 30/37. Bližší specifikace jsou uvedeny v tabulce č. 3.
| Druh recyklovaného kameniva | Stupně vlivu prostředí | |||
|---|---|---|---|---|
| X0 | XC1, XC2 | XC3, XC4, XF1, XA1, XD1 | Všechny ostatní stupně* | |
| Druh A (RC90/Rcu95/Rb10/Ra1-/XRg1-/FL2-) | 50 % | 30 % | 30 % | 0 % |
| Druh B (RC50/Rcu70/Rb30-/Ra5-/XRg2-/FL2-) | 50 % | 20 % | 0 % | 0 % |
| *Použití recyklovaného kameniva druhu A ze známého zdroje pro vliv prostředí, na který byl navržen původní beton, s maximální náhradou 30 %. | ||||
| Vlastnost | Článek v EN | Druh | Kategorie |
|---|---|---|---|
| Obsah jemných částic | 4.6 | A + B | Kategorie nebo deklarovaná hodnota |
| Index plochosti | 4.4 | A + B | ≤ FL50 nebo ≤ SI55 |
| Odolnost proti drcení | 5.2 | A + B | ≤ LA50 nebo ≤ SZ32 |
| Objemová hmotnost zrn | 5.5 | A | ≥ 2100 kg/m3 |
| B | ≥ 1700 kg/m3 | ||
| Nasákavost zrn | 5.5 | A + B | Hodnota musí být stanovena |
| Složky | 5.8 | A | (RC90/Rcu95/Rb10/Ra1-/XRg1-/FL2-) |
| B | (RC50/Rcu70/Rb30-/Ra5-/XRg2-/FL2-) | ||
| Sírany rozpustné ve vodě | 6.3.3 | A + B | ≤ SS0,2 |
| Obsah ve vodě rozpustných chloridových iontů | 6.2 | A + B | Hodnota musí být stanovena |
| Vliv na počátek tuhnutí | 6.4.1 | A + B | ≤ A40 |
Doplňující informace pro ČSN EN 206+A2 [2] uvádí ČSN P 73 2404 [3] v článku 5.1.3 Kamenivo. Zde jsou definovány podmínky, za kterých vyhoví recyklované kamenivo do betonu. Dle této technické normy musí vlastnosti recyklovaného kameniva vyhovovat podmínkám uvedeným v ČSN EN 12620+A1 [4]. Při návrhu betonové směsi je třeba brát v potaz vysokou nasákavost kameniva. Dle tabulky č. 10 z této normy lze jako kamenivo do betonu použít pouze recyklované kamenivo „Typ 1“, výjimku tvoří betony pevnostních tříd C 8/10 a nižších, kde lze použít kamenivo „Typ 2“. Při použití recyklovaného kameniva typu 1 se nesmí zvýšit celkový obsah reaktivních alkálií nad hranici nebezpečnou pro vznik alkalicko-křemičité reakce. Z hlediska expozičních tříd nelze recyklované kamenivo použít pro výrobu betonu, který je odolný vůči prostředí XF2, XF4, XD1 až XD3. Dále nelze recyklované kamenivo použít pro předpjaté betonové konstrukce a také pro betonové konstrukce s vysokými požadavky na odolnost vůči průsaku tlakové vody. Tato norma stanovuje také požadavky na minimální objemovou hmotnost a nasákavost recyklovaného kameniva a požadavky na maximální obsah rozpustných chloridů, jež jsou omezeny pro oba typy recyklátů na 0,04 % hmotnosti. Při použití recyklovaného kameniva do provzdušněného betonu se zkouška obsahu vzduchu v čerstvém betonu provádí dle ČSN EN 12350-7, a to nejméně jednou denně. Recyklované kamenivo se dále nesmí použít pro betony, které by mohly být ve styku s pitnou vodou a potravinami.
| Druh hmoty | Obsah hmot v hmotnostních procentech | |
|---|---|---|
| Typ 1 drť nebo písek vyrobený drcením pouze z betonu | Typ 2 drť nebo písek vyrobený drcením stavební sutě | |
| Beton a kamenivo dle ČSN EN 12620+A1 | ≥ 90 | ≥ 70 |
| Slinutá keramika, nikoliv porézní střep | ≤ 10 | ≤ 30 |
| Vápencový pískovec | ||
| Ostatní minerální podíly* | ≤ 2 | ≤ 3 |
| Asfalt | ≤ 1 | ≤ 1 |
| Ostatní příměsi** | ≤ 0,2 | ≤ 0,5 |
| *Ostatními minerálními podíly se rozumí např. porézní cihelný střep, lehký beton, pórobeton, mezerovitý beton, štuk, malta, porézní struska, škvára a pemza. **Mezi ostatní příměsi se pak řadí např. sklo, keramika, struska z neželezných kovů, štuková sádra, guma, plasty, kovy, dřevo, rostlinné zbytky a papír. | ||
| Objemová hmotnost a nasákavost | Recyklované kamenivo | |
|---|---|---|
| Typ 1 | Typ 2 | |
| Minimální objemová hmotnost [kg/m3] | 2000 | |
| Povolená tolerance objemové hmotnosti [kg/m3] | ± 150 | |
| Maximální nasákavost po 10 minutách [hm. podíl v %] | 10 | 15 |
3. Vlastnosti recyklovaného kameniva z betonových recyklátů
Oproti přírodnímu kamenivu se recyklované kamenivo liší zejména tím, že mimo původního kameniva obsahuje také cementový kámen, který ovlivňuje vlastnosti recyklovaného kameniva. Kvalita a množství cementového kamene je ovlivněna kvalitou původního betonu (pevnostní třída betonu a vodní součinitel), technologií recyklace a frakcí recyklátu. Pro zlepšení kvality recyklátu odstraněním přilnutého cementového kamene existuje řada technologií, mezi patří např. zvýšení počtu drcení a mletí recyklátu, zahřívání recyklátu nebo máčení recyklátu v kyselinách (chlorovodíková, sírová a fosforečná), ovšem tyto postupy výrazně zvyšují cenu a snižují podíl hrubých frakcí nad 4 mm.
Recyklované kamenivo z betonových recyklátů vykazuje oproti přírodnímu kamenivu vyšší nasákavost a pórovitost. Tato skutečnost je způsobena, jak již bylo zmíněno výše, zbytkovým cementovým kamenem ulpívajícím na zrnech původního kameniva. Cementový kámen má oproti přírodnímu kamenivu vyšší porozitu, což umožňuje v pórech zachytit více vody. Nasákavost se u přírodního kameniva pohybuje od 0 do 1 %. U hrubého recyklovaného kameniva se tyto hodnoty dle zdrojů různí, avšak pohybují se v rozmezí od 3 do 9 %. Jelikož je v drobné frakci recyklovaného kameniva obsaženo více cementového kamene než v hrubé frakci, projeví se to také v nasákavosti recyklátu, kde se tyto hodnoty pohybují od cca 6,5 do 13 % [7].
![Obr. 2: Porovnání jednotlivých typů zrn betonového recyklátu [8]](/docu/clanky/0287/028700o5.jpg)
Obr. 2: Porovnání jednotlivých typů zrn betonového recyklátu [8]
Tvar zrna betonových recyklátů a křivka zrnitosti je závislá na technologii recyklace. Při použití odrazového drtiče lze docílit kubického tvaru zrn s tvarovým indexem do 15 %. Oproti přírodnímu těženému kamenivu mají zrna betonových recyklátů drsnější povrch, což je způsobeno především cementovým kamenem na povrchu zrna recyklátu. Co se týče křivky zrnitosti u hrubé frakce betonových recyklátů, tak ta se oproti křivkám zrnitosti hrubého přírodního kameniva liší pouze minimálně. Rozdíl je však u drobné frakce betonových recyklátů, u kterých lze oproti přírodním kamenivům pozorovat na křivce zrnitosti vyšší obsah větších zrn. Recykláty z betonu obsahují několik typů zrn, viz Obr. 2.
Zrna betonových recyklátů lze rozdělit na:
- původní kamenivo,
- původní kamenivo s cementovým kamenem,
- kamenivo obalené cementovým kamenem,
- cementový kámen.
Objemová hmotnost betonových recyklátů je obecně nižší než u přírodních kameniv (cca 2100 až 2300 kg/m3), což je dáno přítomností cementového kamene v recyklátu, který má objemovou hmotnost v rozmezí 1700 až 1900 kg/m3. Na objemovou hmotnost recyklátu má vliv vodní součinitel původního betonu, kdy u betonu s vyšším vodním součinitelem, tedy i vyšší porozitou cementového kamene, jsou recyklací získány nižší hodnoty objemové hmotnosti kameniva.
Při zkoušce odolnosti proti drcení Los Angeles vykazují betonové recykláty větší ztráty na hmotnosti, než je tomu u přírodního kameniva. Tato skutečnost je způsobena oddělením cementového kamene od původního kameniva. LA koeficient se u betonových recyklátů pohybuje mezi 25 a 40 %.
4. Vlastnosti betonu s použitím betonového recyklovaného kameniva
![Obr. 3: Tranzitní zóna mezi recyklovaným kamenivem a novou cementovou matricí [9]](/docu/clanky/0287/028700o7.jpg)
Obr. 3: Tranzitní zóna mezi recyklovaným kamenivem a novou cementovou matricí [9]
Pro konvenční beton platí, že je na mikroskopickém měřítku tvořen třemi fázemi – cementovou matricí, kamenivem a tranzitní zónou na rozhraní cementové matrice a kameniva, viz Obr. 3. Nejslabší zónou konvenčního betonu je právě tranzitní zóna.
Recyklovaný beton má však dvě rozhraní. První rozhraní je tvořeno původním cementovým kamenem přilepeným k původnímu kamenivu a druhé rozhraní, které se skládá z nové tranzitní zóny mezi recyklovaným kamenivem a novou cementovou matricí. Původní cementový kámen obsažený v recyklovaném kamenivu zeslabuje vazbu mezi recyklátem a novou cementovou matricí, což z něj dělá nejslabší článek recyklovaného betonu. Tato skutečnost vede ke zhoršení deformačních vlastností betonu, mezi které se řadí modul pružnosti, smršťování při vysychání a dotvarování betonu, dále nižších hodnot v prostém a příčném tahu. Zapříčiňuje také zvýšenou absorpci vody a vyšší propustnost betonu spolu se snížením mechanických vlastností betonu – zejména pevnosti a zhoršení mrazuvzdornosti. Vliv má také na zpracovatelnost čerstvého betonu, ta se snižuje díky zvýšené nasákavosti cementového kamene [7].
Obecně je pevnost v tlaku betonu s betonovým recyklátem nižší než u betonu s přírodním kamenivem. Pevnost v tlaku recyklovaného betonu klesá se zvětšující se dávkou recyklovaného kameniva a se zvyšujícím se vodním součinitelem. Pomyslným limitem je přibližně 25 až 30% náhrada pouze hrubého kameniva (nad 4 mm) betonovým recyklátem, kdy dochází pouze k minimálnímu poklesu pevnosti v tlaku. Pro dosažení stejných pevností v tlaku při 50 až 100% náhradě hrubého kameniva je třeba snížit vodní součinitel o 4 až 10 %. Pokud však vodní součinitel zůstane stejný, lze očekávat pokles pevnosti v tlaku až o 25 % [10]. Pro moduly pružnosti recyklovaného betonu je zásadní samotný modul pružnosti recyklovaného kameniva. Jelikož je recyklované kamenivo náchylnější k deformacím než přírodní kamenivo, promítá se to také negativně do recyklovaného betonu, a to tak, že se modul pružnosti snižuje o 25 až 40 %. V případě použití cihelných recyklátů frakcí např. 4–16 mm se při 100% náhradě hrubých přírodních kameniv pevnosti v tlaku snižují o cca 25 až 40 % a moduly pružnosti až o 50 %.
Mrazuvzdornost recyklovaného betonu klesá se zvyšujícím se obsahem cementového kamene a recyklovaného kameniva a také se zvyšujícím se vodním součinitelem. Jelikož je recyklované kamenivo oproti přírodnímu kamenivu více nasákavé, obsahuje také více vody, která se může z recyklátu při zmrazovacích a rozmrazovacích cyklech uvolňovat do cementové matrice, což vede k vyšší tvorbě trhlin [11].
5. Závěr
V současné době je na VUT Brno, FAST ve spolupráci s VÚPS Praha řešen rozborový úkol, zadaný Českou agenturou pro standardizaci, který navazuje na výsledky Rozborového úkolu RU/0001/19 „Analýza problematiky výroby betonu s recyklovaným kamenivem“ a RU/001/22 Experimentální stanovení vlastností betonů s recyklovaným kamenivem s obsahem vyšším, jak stanoví ČSN EN 206+A2“. Cílem úkolu je zpracovat databázi a kolísání vlastností recyklovaných kameniv z demoličních odpadů z různých zdrojů důležitých producentů na území ČR. Na základě rozsáhlých experimentálních zkoušek recyklovaných kameniv vydefinovat meze základních parametrů vlastností vycházející z navržených typů a četností zkoušek v RU/001/22 v souladu s požadavky ČSN EN 12620+A1. Následně experimentálně ověřit rozsahy bezpečné náhrady přírodních kameniv v betonech pevnostních tříd C 12/15 a vyšších a ověřit jejich využívání v různých stupních agresivních prostředí v souladu s požadavky na jejich vlastnosti dané v ČSN EN 206+A2 a ČSN P 73 2404.
Po důkladném vyhodnocení získaných výsledků zpracovat textové podklady pro návrh revize ČSN P 73 2404. Takto by měly být přesně vydefinovány postupy pro stanovení vlastností a požadavků na recyklované kamenivo z demoličních odpadů.pro betony C 12/15 a vyšší a stupně agresivity prostředí X0, XC, XD, XF, XA.
Jednotlivé etapy se budou zabývat těmito okruhy:
- stanovení vlastností betonu s recyklovaným kamenivem (betonový a cihelný recyklát) s náhradou 50 až 100 % přírodního kameniva pro konstrukční betony s třídou vyšší jak C 12/15,
- v návaznosti na výsledky stanovení a zkušeností z praxe návrh maximálních pevnostních tříd a stupňů vlivu prostředí pro širokou oblast konzistencí,
- stanovení požadavků na systém řízení výroby recyklovaného kameniva a požadavků na posuzování shody,
- stanovení doplňujících požadavků na řízení výroby RC betonu nad rámec požadavků ČSN EN 206+A2,
- návrh na revizi ČSN P 73 2404 mimo jiné o rozšiřující požadavky na vlastnosti recyklovaných kameniv v souladu s ČSN EN 12 620+A1 a způsob zapracování nových požadavků na RC betony a RC kamenivo do betonu.
Cílem je vytvořit podklady pro návrh betonů pevnostních tříd C 12/15 až C 30/37 a pro stupeň vlivu prostředí X0, XC, XD, XF, XA s náhradou 50 až 100 % přírodního kameniva betonovým resp. cihelným recyklátem.
6. Literatura
- GODÁNY, J. Současný stav disponibilních zásob u využívaných ložisek stavebního kamene a štěrkopísku v ČR. eBeton [online]. 2021 © Svaz výrobců betonu ČR, 2021, 17. 3. 2021 [cit. 2022-06-04].
- ČSN EN 206+A2 Beton – Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Evropský normalizační institute (CEN), 2021.
- ČSN P 73 2404 Beton – Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda – Doplňující informace, Český normalizační institut, 2024.
- ČSN EN 12620+A1 Kamenivo do betonu. Český normalizační institut, 2008.
- Recyklované kamenivo. Recyklujme stavby! Webový katalog výrobků a materiálů s obsahem druhotných surovin [online]. ČVUT v Praze UCEEB, Agentura ČAS 2022 [cit. 2022-12-13].
- PAVLŮ, T. a kol. Katalog výrobků a materiálů s obsahem druhotných surovin pro použití ve stavebnictví. Praha: Česká agentura pro standardizaci, s.p.o. ve spolupráci s Ministerstvem průmyslu a obchodu ČR, 2018.
- GONZÁLEZ-TABOADA, I., GONZÁLEZ-FONTEBOA, B., MARTINÉZ-ABELLA, F., & CARRO-LÓPEZ, D. (2016). Study of recycled concrete aggregate quality and its relationship with recycled concrete compressive strength using database analysis. Materiales De Construcción, 66(323), e089.
- JEONGHYUN K., Influence of quality of recycled aggregates on the mechanical properties of recycled aggregate concretes: An overview, Construction and Building Materials, Volume 328, 2022, 127071, ISSN 0950-0618.
- GONÇALVES, P. a J. de BRITO. Recycled aggregate concrete (RAC) – comparative analysis of existing specifications. Magazine of Concrete Research [online]. 2010, 62(5), 339-346 [cit. 2023-01-09]. ISSN 0024-9831. Dostupné z:
https://doi.org/10.1680/macr.2008.62.5.339. - LIMBACHIYA, M.C., LEELAWAT, T. & DHIR, R.K. Use of recycled concrete aggregate in high-strength concrete. Mat. Struct. 33, 574–580 (2000).
- SILVA, R.V., J. DE BRITO a R.K. DHIR. Properties and composition of recycled aggregates from construction and demolition waste suitable for concrete production. Construction and Building Materials [online]. 2014, 65, 201-217 [cit. 2022-12-25]. ISSN 09500618. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.04.117.
Poděkování
Tento výsledek byl realizován za finanční podpory v rámci projektu SS07010045 „Využití stavebních a demoličních odpadů pro výrobu cementových kompozitů se solidifikačním účinkem a sníženým dopadem na životní prostředí“.
This paper deals with the use recyclate as a partial or complete substitute for natural aggregates for the production of concrete. However, the current legislation in the EU and the Czech Republic allows this use only to a very limited extent. The text will describe the current situation in the Czech Republic and the directions of further development of related standards to extend the existing possibilities of using recyclates for concrete production.