Recyklovaný betón: trend či nevyhnutnosť?

Stavebný priemysel čelí v posledných rokoch masívnym zmenám a cirkulárna ekonomika sa stáva dôležitou témou. Mnoho materiálov v stavebníctve je možné opätovne použiť a zrecyklovať. Jedným z nich je aj betón.

Európska cementárenská asociácia Cembureau odhaduje, že v Európe sa ročne vyprodukuje takmer 500 miliónov ton stavebného odpadu. Betón môže podľa niektorých tvoriť až 85 % tohto odpadu.

Väčšinou sa likviduje skládkovaním alebo recykláciou ako výplň do vozoviek. Čoraz častejšie sa však začína hovoriť aj o recyklovanom betóne, ktorý sa opätovne využíva v stavebníctve a vedie k šetreniu prírodných zdrojov aj znižovaniu uhlíkovej stopy.

Obľúbený a ťažko nahraditeľný

Betónu, ktorý je jedným z najviac používaných materiálov pri stavbe, sa dobrými stavebno-fyzikálnymi vlastnosťami sotva vyrovná iný materiál. Je neodmysliteľnou súčasťou pri výstavbe budov, ciest, mostov, priehrad aj tunelov. Pravdou však je, že nemá najlepšiu klimatickú bilanciu.

Pri jeho výrobe vznikajú druhotné emisie CO2. Štandardný betón obsahuje cement, pri ktorého výrobe sa spaľuje vápenec, piesok a íl pri vysokých teplotách. Emisiám vznikajúcim pri odkysľovaní vápenca sa nedá zabrániť.

Alternatívne vstupné materiály

Portlandský cement, najviac používaný druh pri výrobe betónu a malty, je energeticky najnáročnejšou surovinou na výrobu betónu. Tvorí približne 15 % hmotnosti betónu, avšak až 80 % jeho emisií. Potenciál pre zníženie teda spočíva v znížení podielu slinku, teda výsledného produktu vypálenia zmesi vápenca a ílu. To sa dá dosiahnuť použitím alternatívnych vstupných materiálov, ako napríklad stavebný odpad a odpad z demolácií či staré tehly a dlaždice z búrania. Takýmto spracovaním surovín je možné znížiť emisie CO2 až o tretinu.

Znižovanie uhlíkovej stopy v stavebníctve

Cementársky priemysel je v celosvetovom meradle zodpovedný za 7 až 8 % emisií CO2, čo je takmer štyrikrát viac ako letecká doprava. Na Slovensku je to podľa štatistík približne 5,5 %.

„Súčasné trendy v stavebníctve sa zameriavajú na znižovanie globálnej uhlíkovej stopy. Jednou z možností, ako znížiť uhlíkovú stopu stavebnej konštrukcie, je nahradenie konvenčných stavebných materiálov vhodnými alternatívami. Podľa štatistiky vytvárame celosvetovo ročne až 3,74 m3 betónu na osobu, čo je spolu približne 30 miliárd,“ priblížil statik a architekt Martin Pribila zo spoločnosti Talpa House.

Opätovné využitie aj celé desaťročia

Máme podľa neho dve možnosti. „Môžeme tento objem betónu po demolácii existujúcich konštrukcií skládkovať a na výrobu nového betónu ťažiť nový štrk. Alebo budeme ten istý materiál používať dva až tri razy po sebe, čím využijeme už raz vyťažený materiál, pokojne aj v priebehu 150 – 200 rokov,“ vysvetlil Martin Pribila. Výhody recyklovaného betónu si vyskúšal aj v praxi, a to na svojich „krtkodomoch“. Betón, ktorý sa na ich stavbu používa, je z recyklovanej stavebnej hmoty z tehly alebo betónu.

Experimentálnemu overovaniu betónov s recyklovaným kamenivom sa venuje docent Ivan Hollý z Katedry betónových konštrukcií a mostov Stavebnej fakulty STU v Bratislave, ktorý s Martinom Pribilom spolupracuje. Ako doplnil, pri recyklovanom kamenive v betóne sa zvyčajne nahrádza práve hrubé kamenivo, keďže pri náhrade jemnej frakcie (0 – 4 mm) recyklátom sa vlastnosti výsledného betónu zhoršujú. Najväčší pokles sa týka hodnoty modulu pružnosti betónu.

Betónový recyklát sa pri testoch osvedčil

Použitie betónu s recyklovaným kamenivom nie je obmedzené len na novostavby. Limituje ho však prostredie, v ktorom sa bude konštrukcia nachádzať. V zásade platí: čím je prostredie agresívnejšie, tým väčšie nároky z hľadiska trvanlivosti kladieme na betón.

„Pre bežné betónové konštrukcie pozemných stavieb by recyklované kamenivo v betóne nemalo robiť problémy. V prípade agresívnych prostredí chemického priemyslu niekedy ani konvenčný betón neodolá chemickému namáhaniu, ak nie je použité vhodné zloženie. Betónový recyklát nám podľa prvých meraní na reálnej stavbe dáva rovnako dobré výsledky priehybu ako betón z prírodného kameniva. Tehlový recyklát má nižší modul pružnosti a väčší rozptyl v kvalite recyklátu. Preto ho na úvod odporúčame používať skôr na steny než stropy,“ spresnil Ivan Hollý.

Stopercentná náhrada kameniva a piesku

Výrobou recyklovaného betónu sa vo svete zaoberá viacero výrobcov, pričom každý z nich má svoje vlastné, overené a certifikované receptúry, ktoré používa. Týka sa to nielen pomerov medzi použitými zložkami v betóne, teda cement, kamenivo, voda, chémia, ale aj typu použitej prísady do betónu.

Česká technologická spoločnosť ERC-TECH pred pár rokmi zaujala odbornú verejnosť unikátnym spôsobom výroby betónových zmesí, a to zo 100-percentne recyklovaného stavebného odpadu. V čase, keď konkurencia nahrádzala 50 %, oni pracovali so 100 % náhradou kameniva a piesku.

Tajné know-how

Ich betón sa nemieša rovnakých spôsobom ako ten klasický z prírodného kameniva a piesku, ale v iných časových sekvenciách a musia sa doň pridávať nanočastice. Stavebný odpad na výrobu betónu pochádza nielen z demolícií a priemyslu, ale sú ním aj rôzne druhotné suroviny.

Takto vyrobený betón je po skončení svojej životnosti opäť plne recyklovateľný. ERT-TEC sa nakoniec spojil s firmou Skanska a spoločne predstavili patentovaný materiál Rebetong, teda betón zo stavebnej sute s patentom. Jeho presné zloženie je know-how firmy.

Využíva sa pri stavbe rodinných aj bytových domov, do základových konštrukcií, na chodníky a podkladové vrstvy pre vozovky, ale aj na výrobu bežných betónových prefabrikátov.

Recyklovať alebo skládkovať?

Recyklácia stavebných odpadov má pre firmy aj ekonomický prínos, keďže nemusia platiť za uloženie odpadu na skládku. Podľa Európskej environmentálnej agentúry (EEA) sme v recyklácii stavebného odpadu na chvoste Európskej únie. Kým európsky priemer je recyklácia 82,2 % stavebných odpadov, na Slovensku sa recykluje len okolo 50,4 %.

Zhodnocovanie stavebného odpadu sa dostalo do našej legislatívy v rámci Plánu obnovy, túto povinnosť sme zaviedli v júni 2022. Vyhláška o stavebnom odpade a odpade z demolácií pri stavbách nad 300 štvorcových metrov určuje, ako presne so stavebným odpadom pracovať.

Až 70 % stavebného odpadu a odpadu z demolácie, ktorý nie je nebezpečný, je potrebné zhodnotiť alebo zrecyklovať. Súčasťou reformy bolo aj zvyšovanie poplatkov za skládkovanie tohto odpadu.

Pozitívne príklady zo sveta

Stavebný priemysel čelí v posledných rokoch masívnym zmenám a cirkulárna ekonomika v stavebníctve sa stáva dôležitou témou. A to nielen u nás. Podľa Spolkového štatistického úradu sa v Nemecku v roku 2019 vyprodukovalo 417 miliónov ton odpadu, pričom stavebný a demolačný odpad predstavoval takmer 230 ton, teda približne 55 %.

Hoci sa dá použiť napríklad pri výstavbe ciest, ponuka dnes zďaleka prevyšuje dopyt. Bratia Hans-Jürgen a Wolfgang Büscherovci z firmy Betonwerk Büscher sa preto rozhodli premeniť staré budovy na nové prostredníctvom recyklácie materiálov a výroby prefabrikovaných dielov.

Vďaka vyladenému výrobnému procesu sa výroba ich betónových prefabrikátov zaobíde bez klasických surovín ako štrk, kamenivo a piesok. Tie sú 100-percentne nahradené materiálom získaným z demolácií budov.

Pilotné projekty v Nemecku

V roku 2023 skolaudovali v nemeckom meste Heek pilotný projekt domov s prefabrikovanými dielmi z recyklovaných materiálov. Proces výstavby vynikal najmä rýchlosťou, hrubá stavba bola dokončená do dvoch týždňov.

Experimentovanie s recykovaným betónom sprevádzali aj neúspechy a hľadanie tej správnej „receptúry“. Osem rokov výskumu a testovania nakoniec ukázalo, že recyklovaný betón nie je o nič horší ako ten tradičný. „Stavebná suť, ktorá je výsledkom búrania starých domov, nie je odpadom, ale skôr kvalitným stavebným materiálom. Prostredníctvom nášho inovatívneho výrobného procesu mu dávame druhý život,“ povedal Wolfgang Büscher.

Zmena trendu

A hoci je v Nemecku cirkulárne využívanie kameniva ako prísady ešte stále výnimkou, narastajúci počet pilotných projektov naznačuje zmenu trendu. Jedným z nich je výstavba novej budovy krajinského úradu v Esslingene, pri ktorej sa 31 500 ton betónu zo starej budovy rozdrví a preoseje priamo na stavenisku.

Vzniknutý betónový granulát sa potom v recyklačnom stredisku spracuje na prísadu do nízkoemisného betónu, ktorý sa dodá do blízkych betonární. Dokopy sa zrecykluje viac ako 90 % pôvodnej budovy. Recyklovaný betón vyvinula spoločnosť ZÜBLIN, nemecká dcérska spoločnosť patriaca pod STRABAG.

Ako informovala, pre uhlíkovú bilanciu recyklovaného betónu je rozhodujúca dĺžka nevyhnutných prepravných trás. Čím kratšie sú vzdialenosti medzi vybúraním, spracovaním a opätovným použitím betónu, tým šetrnejšie je použitie z hľadiska uhlíkovej stopy.

V Kodani s obmedzeným rozpočtom

Na koncept stavieb z upcyklovaných materiálov stavila aj dánska spoločnosť NREP, investor do nehnuteľností známy tiež v oblasti udržateľného rozvoja. V projekte Upcycle Studios, na ktorom sa podieľali architekti z Lendager Group, využili 904 ton recyklovaného betónu z výstavby kodanského metra. Ten sa použil na podlahové dosky a interiérové priečky, čím sa dosiahla finančná úspora 74 %. Okrem toho sa pri výstavbe 20 mestských radových domov v Kodani použili okná zo starých budov a prebytočné drevo.

„V projekte Upcycle Studios sme ukázali, že je možné využiť nové spôsoby, ktoré prinášajú sociálne, environmentálne, klimatické a ekonomické výsledky, dokonca aj s obmedzeným rozpočtom,“ doplnil Claus Mathisen, generálny riaditeľ spoločnosti NREP.

Prírodné zdroje nie sú neobmedzené

Pre Dánov je navyše recyklácia betónu témou, ktorá sa bude v krajine skloňovať čoraz častejšie. Podľa analýzy, ktorú vypracovala spoločnosť Niras, sa v Dánsku spotreba vstupných surovín ako štrk rapídne zvýšila v dôsledku rastúcej výstavby. Krajine o pár rokov hrozí jeho reálny nedostatok z domácich zdrojov.

V regióne hlavného mesta Hovedstaden by sa mali posledné zásoby štrku minúť v roku 2027. V celej krajine k tomu dôjde najneskôr v roku 2056, keď sa vyťažia posledné zásoby v regióne Severné Jutsko.