Možnosti zvyšování jakosti recyklátů ze stavebních a demoličních odpadů

Autor: Miroslav Škopán
Fotografie: Miroslav Škopán
Kontakt: Vysoké učení technické v Brně - Fakulta stavební

Recyklace stavebních a demoličních odpadů (SDO) je bezesporu jednou z velmi důležitých činností, která na jedné straně potlačuje potřebu zbytečného zvyšování těžby přírodních minerálních materiálů pro stavebnictví (stavební kámen, písky, štěrkopísky) a na straně druhé velmi výrazně snižuje objemy ukládaných stavebních a demoličních odpadů (veškeré statistiky zcela jednoznačně prokazují, že stavební a demoliční odpady se na produkci odpadů v celé Evropě podílejí ca 25 až 35 %).

Faktory ovlivňující produkci recyklátů

Produkce recyklátů je zde míněna nikoliv jako jejich pouhá výroba, ale také jejich uplatnění na trhu se stavebními materiály. Je tak ovlivněna řadou spolu úzce souvisejících faktorů:

kvalitou vstupní „suroviny” pro výrobu recyklátů,
kvalitou použité výrobní technologie (drtiče, třídiče atd.),
dodržením technologického postupu při výrobě recyklátů,
zařazením recyklátů do systému jejich hodnocení dle platné legislativy,
kalkulací prodejní ceny akceptovatelné jak z pohledu zákazníka, tak také výrobce recyklátu.

Kvalita vstupní „suroviny”

Tato kvalita je ovlivněna zejména původcem stavebního odpadu. Je zcela nezbytné, aby byl stavební odpad z demolice selektován minimálně do následujících skupin:

beton a železobeton,
cihelné zdivo (obsahující cihly, maltoviny, příp. zbytky betonů),
keramika (pokud zůstává jako součást v cihelném zdivu, velmi výrazně zhoršuje vlastnosti produkovaného recyklátu),
výkopová zemina a kamenivo,
asfaltové kry, odfrézované asfaltové vrstvy apod.,
ostatní stavební odpady (nepřipadající v úvahu pro recyklaci jako inertních minerální materiály) – nakládání s touto komoditou (obsahující i nebezpečné složky) zde není dále věnována pozornost.

Z hlediska využitelnosti a prodejnosti jsou nejzajímavější betony a železobetony (lze je využít jako velmi kvalitní recyklované kamenivo), asfaltové kry a odfrézované vrstvy, které obsahují jak kamenivo, tak i podíl asfaltu. Dále je možno s výhodou využít pro recyklaci i výkopovou zeminu, zejména s vysokým podílem kameniva. Při vhodné úpravě je zemina selektována a jako hlavní produkt vzniká hrubé kamenivo případně směs hrubého a drobného kameniva.

Z hlediska uplatnitelnosti na trhu je výrazně složitější situace u recyklátu z cihelného zdiva. V katalogu odpadů je vstupní produkt nazýván ne příliš vhodným názvem – cihly. Je zcela zřejmé, že cihelné zdivo obsahuje i řadu dalších složek – zejména jsou to maltoviny a omítky. S ohledem na nepříliš vysokou kvalitu výstupního produktu je o tento materiál nižší zájem (i když vhodným postupem recyklace z něj lze velmi jemné částice maltovin a omítek takřka odstranit). Problémem zde zůstává nízká trvanlivost (odolnost proti zmrazování a rozmrazování), která je daná vysokou nasákavostí. I přes tyto vlastnosti však lze i tento materiál využít v řadě aplikací.

Jako nevhodná složka do recyklátů je považována keramika (keramický střep) – zejména různé keramické dlaždice. Tento materiál se stává využitelným až po velmi jemném zdrobnění, což např. ve směsi s cihelným zdivem není realizovatelné.

Jak je z výše uvedeného zřejmé, pro recyklaci je vždy vhodný pouze inertní minerální materiál zbavený veškerých cizorodých příměsí.

Pokud jsou ve stavebním odpadu cizorodé příměsi přítomny, musí je výrobce recyklátu z něj odstranit a vznikají mu tedy na výrobu další náklady jak v důsledku zvýšené pracnosti při výrobě recyklátu, tak i v důsledku následné povinnosti uložit takto vytříděný odpad na skládku.

Obr. 1: Bubnový třídič

Kvalita použité výrobní technologie

Pro získání vysoké kvality zpracovávaného produktu – recyklátu, má zcela jednoznačně prioritní funkci kvalita strojního zařízení, kterým je tento materiál zpracováván. Této problematice byla věnována podrobnější pozornost v čísle 5/2007 [2]. Lze jen potvrdit, že nastíněné vývojové trendy se zcela potvrzují – v prodeji recyklačních technologií jednoznačně dominují speciální drtiče a třídiče umístěné pro větší výkony (od ca 80 t/hod) takřka výhradně na pásových podvozcích s možností dálkového ovládání.

Pro výrobu kvalitního recyklátu je nutno použít vždy kombinaci drtiče a třídiče, případně i odlučovače jemných složek. Nedílnou součástí mobilních drtičů se staly i magnetické odlučovače železa. Ty se uplatňují nejenom při drcení železobetonů, ale i ostatních minerálních odpadů, kde jsou schopny selektovat nežádoucí železné složky z recyklátu (které mohly být při selekci v rámci demolice přehlédnuty). V současnosti je v provozu v ČR pro účely recyklace takřka 70 drtičů – přičemž odrazové i jednovzpěrné čelisťové drtiče jsou zastoupeny takřka rovnoměrně, kuželové drtiče jen výjimečně (pro specifické účely – zejména recyklaci kameniva pro kolejové lože).

U třídičů se ustálilo většinou použití dvousítných třídicích ploch, výjimečně třísítných (vyšší provozní náklady, ale třídí na 4 frakce). Bubnové třídiče (obr. 1) se osvědčily zejména pro recyklaci lepivých zemin, při recyklaci inertních minerálních stavebních sutí s ohledem na vyšší provozní náklady dosud nenalezly většího rozšíření.

Dodržování technologických postupů při výrobě recyklátů

Tato problematika úzce souvisí s předchozími dvěma kapitolami. Technologickým postupem se zde rozumí komplexní systém nakládání se stavebním a demoličním odpadem u recyklační firmy.

Na jedné straně je ohraničen okamžikem přijímání stavebního a demoličního odpadu, na straně druhé okamžikem, kdy vyrobený recyklát recyklační závod opouští jako výrobek pro stavební účely. Proces výroby lze zjednodušeně dokumentovat na obr. 2.

V praxi je při procesu realizace technologických opatření přijatých pro zajištění kvality recyklátu nezbytné kromě jiného zabezpečení důkladné dokumentace přiváženého stavebního odpadu – a to pokud možno nezávisle na vůli pracovníka na příjmu stavebního odpadu. Jednoznačně se zde osvědčily různé monitorovací systémy, které ukládají záznamy o přiváženém materiálu po dobu několika týdnů (obr. 3).

Dalším velmi důležitým aspektem pro zajištění kvality výstupní produkce recyklátů je tvorba přehledného systému manipulace se zpracovávaným materiálem – a to od návozu stavebního odpadu až po prodej recyklátu. Přehledné a jednoznačné uspořádání velmi redukuje případné nedodržování technologické kázně – zejména ze strany pracovníků, obsluhujících jednotlivé části recyklační technologie. Jako jedeno z úspěšných řešení lze ukázat na příkladu recyklačního závodu na Plzeňsku (obr. 4 níže).

Obr. 3: Monitorovací systém příjmu stavebních odpadů a prodeje recyklátů

Zařazení recyklátů do systému jejich hodnocení dle platné legislativy

Z hlediska producenta recyklátu existují dvě základní cesty k uplatnění recyklátu na trhu:

jako upraveného odpadu,
jako výrobku (ve smyslu zákona 22/1997 a nařízení vlády 312/2005 Sb.),
v případě, že je recyklát využíván přímo původcem odpadu, není dle současné platné legislativy nutno činit žádná opatření ve smyslu zákona o odpadech, neboť tento materiál nenaplňuje definici odpadu ve smyslu zmíněného zákona.

Při deklaraci recyklátu jako odpadu (metoda často uplatňovaná např. v Německu a Holandsku) se na jedné straně na vzniklý recyklát nevztahuje zákon 22/1997 Sb., na straně druhé má však odběratel takového recyklátu (byť prokazatelně bez škodlivých vlastností ve smyslu vyhlášky 294/2005 Sb.) ve smyslu zákona o odpadech jednoznačnou povinnost mít udělený souhlas krajského úřadu k nakládání s odpady!

Dle veškeré logiky věci by však měl být recyklát ze stavebních a demoličních odpadů považován spíše za výrobek a takto deklarován (postup obvyklý např. v Rakousku). Je to jednoznačně dáno zcela nezpochybnitelnými zájmy jak odběratele (a uživatele) recyklátu, který smí do stavby použít pouze materiály s jednoznačně deklarovanými vlastnostmi, tak také producenta recyklátu (prodej materiálu bez deklarovaných vlastností je velmi obtížný a jeho ceny jsou velmi nízké).

V souvislosti s vydáním harmonizovaných norem pro kamenivo a vyřazením kameniva z nařízení novelizovaného vlády 312/2005 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky zmizela pouze zdánlivě provázanost deklarace vlastností recyklátů na zákon 22/1997 Sb. Producent recyklátu jako výrobku by měl v souladu s platnou legislativou deklarovat vlastnosti recyklátu jako nestanoveného výrobku dle příslušných norem pro kamenivo.

V ČR existuje řada harmonizovaných norem, které umožňují jednoznačně využití recyklovaných inertních minerálních stavebních odpadů jako recyklovaného kameniva. Zejména se jedná o:

ČSN EN 12620 Kamenivo do betonu (norma určuje vlastnosti kameniva a fileru jako kameniva, získaného úpravou přírodního, umělého nebo recyklovaného materiálu a směsi těchto kameniv pro použití do betonu).
ČSN EN 13043 Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové vrstvy pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch (norma stanovuje vlastnosti kameniva a fileru, získaného zpracováním přírodních, umělých nebo recyklovaných materiálů pro použití v asfaltových směsích a povrchových vrstvách pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch).
ČSN EN 13055-1 Pórovité kamenivo – Část 1: Pórovité kamenivo do betonu, malty a injektážní malty (norma určuje vlastnosti pórovitého kameniva a pórovitého fileru jako kameniva, získaného úpravou přírodního, umělého nebo recyklovaného materiálu a směsi těchto kameniv pro použití v betonu, maltě a injektážní maltě v pozemních stavbách, silnicích a inženýrských stavbách).
ČSN EN 13055-2 Pórovité kamenivo – Část 2: Pórovité kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové úpravy a pro stmelené a nestmelené aplikace.
ČSN EN 13139 Kamenivo pro malty (norma určuje vlastnosti kameniva a fileru jako kameniva, získaného úpravou přírodního, umělého nebo recyklovaného materiálu a směsi těchto kameniv pro použití v maltě).
ČSN EN 13242 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace (norma určuje vlastnosti kameniva, získaného zpracováním přírodních, umělých nebo recyklovaných materiálů pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace).
ČSN EN 13450 Kamenivo pro kolejové lože (norma určuje vlastnosti kameniva, získaného úpravou přírodního nebo umělého materiálu nebo recyklací drceného nestmeleného kameniva pro použití na stavbu železniční tratě. Pro účely této normy je toto kamenivo nazýváno jako kamenivo pro kolejové lože).

V těchto normách je vždy v kapitole zabývající se definicemi uvedeno kamenivo jako „zrnitý materiál používaný ve stavebnictví; kamenivo může být přírodní, umělé nebo recyklované”.

Recyklované kamenivo je definováno jako „kamenivo získané zpracováním anorganického materiálu dříve použitého v konstrukci” (výjimku zde tvoří pouze ČSN EN 13 450 – Kamenivo pro kolejové lože, kde je recyklované kamenivo pro kolejové lože definováno jako „kamenivo pro kolejové lože upravené z kameniva již dříve užitého v kolejovém loži”). Nejčastěji bývá recyklát ze SDO využíván podle ČSN EN 13 242 jako recyklované „kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace”.

Rozsah zkoušek a deklarace vlastností (obdobně jako u ostatních norem pro kamenivo) se omezuje dle určeného použití kameniva (např. v pozemních komunikacích dle Technických podmínek TP 170 Ministerstva dopravy ČR – „Navrhování pozemních komunikací” vydaných v r. 2004), příp. jeho původu. Základní požadavky na prokazování vlastností, které přicházejí pro případ recyklovaného kameniva v úvahu jsou zejména:

1. Požadavky na geometrické vlastnosti

zrnitost,
tvar zrn hrubého kameniva (index plochosti a tvarový index),
procentní podíl ostrohranných a oblých zrn,
obsah jemných částic.

2. Požadavky na fyzikální vlastnosti

odolnost proti drcení hrubého kameniva,
odolnost hrubého kameniva proti otěru,
objemová hmotnost zrn,
nasákavost.

3. Trvanlivost

V případě vydání prohlášení o shodě musí producent recyklátu zajistit provedení počátečních zkoušek typu a dále řízení shody tak, aby zajistil shodu výrobku – recyklátu s normou deklarovanými hodnotami.

Tento proces lze dokonce dle uvedené ČSN EN dovést až do vydání certifikátu CE – zejména jako recyklované „kamenivo do podkladních a ochranných vrstev obslužných, místních komunikací, nemotoristických, dočasných komunikací”.

Obr. 4: Přehledné uspořádání recyklačního závodu z hlediska materiálového toku – stavební odpad je ukládán na levou stranu obrázku z náspu, recykláty jsou na straně pravé, po střední volné ploše pojíždí recyklační linka na pásech

Kalkulace akceptovatelné prodejní ceny

Kalkulace cen recyklátu je stejně jako v jiných odvětvích velice obtížná. Je nutno předeslat, že výrobce recyklátu vybírá od původce stavebního odpadu poplatek. Ten se liší zejména podle druhu inertní minerální sutě a její čistoty.

Jako příklad lze uvést poplatky za čisté betony, nevyžadující dělení na vstupu do drtiče (maximální kusovitost ca 600 až 800 mm) – zde činí poplatek obvykle 100 až 130 Kč za tunu.

V případě železobetonů nebo velkých kusů bývá cena vyšší. Cihelné neznečištěné zdivo, případně se zbytky betonu, bývá obvykle zpoplatněno částkou 250 Kč za tunu.

Jiná situace nastává pro případy inertní sutě znečištěné výrazně jiným stavebním či staveništním odpadem – např. lepenkou, plasty, dřevem apod. Zde se pohybuje poplatek zpravidla od 400 Kč za tunu a výše.

Prodejní cena recyklátů je přirozeně závislá jak na druhu materiálu, tak i na jeho geometrických vlastnostech, které jsou dány zejména druhem použitého drtiče a charakterem třídění.

Běžné recykláty z cihelného zdiva vhodné pro zásypy (např. frakce 0/8 nebo 0/16 mm) lze získat za částku kolem 30 až 50 Kč za tunu, recykláty ze zdiva pouze podrceného a dále netříděného (např. frakce 0/80) jsou dnes takřka neprodejné.

U betonových a asfaltových recyklátů je situace pro producenta recyklátu výhodnější – zde se prodejní ceny dle frakce pohybují obvykle v rozmezí 100 až 180 Kč za tunu (proto jsou také tyto materiály na vstupu méně zatíženy poplatky).

Prodejní ceny recyklátů jsou tedy obecně nižší než ceny přírodních nerostných materiálů obdobných vlastností i když je jejich výroba ekonomicky náročnější.

Výrobce recyklátů navíc musí prokazovat to, že jeho výrobky neobsahují nebezpečné látku (dle zákona o odpadech a navazujících předpisů). Toto se prokazuje laboratorními výluhovými zkouškami a také obsahem škodlivin v sušině. Je zcela přirozené, že zkoušky jsou spojeny se značnými náklady, které musí být přirozeně v cenách zohledněny.

Závěr

Recykláty ze SDO jsou vhodným materiálem pro použití v nejrůznější stavební činnosti, zejména se osvědčily při výstavbě a opravách inženýrských sítí a pozemních komunikací.

Je pravdou, že recyklované kamenivo z betonu, betonový recyklát do vrstev vozovek a jiných náročných aplikací, není dostupné v takovém množství, jaké je trhem požadováno, avšak pro řadu aplikací lze využít i cihelný recyklát.

Pro producenta certifikovaného recyklátu vždy vyplývá povinnost provádět počáteční zkoušky materiálu a zajišťovat výrobu v souladu s vydaným certifikátem systému řízení výroby.

Počáteční zkoušky by se měly provádět při použití každého nového druhu inertního minerálního odpadu, na to musí navazovat i řízení shody.

Použití recyklátů nižších jakostí (zejména cihelného) je jen otázkou zpracování průkazních zkoušek postupem podle příslušných ČSN platných pro dané použití. Zejména výhodné je použití těchto recyklátů v městských aglomeracích.

Literatura:

[1] Kudrna, J.: Využití recyklátů ze stavebních odpadů ve stavbě pozemních komunikací v rámci platných technických předpisů Ministerstva dopravy ČR. In Sborník RECYCLING 2005 – „Možnosti a perspektivy recyklace stavebních materiálů jako zdroje plnohodnotných surovin”. Vydalo VUT v Brně 2005. ISBN 80-214-2875-9. s. 75–78.
[2] ŠKOPÁN, M.: Vývojové trendy v technologiích pro recyklaci stavebních a demoličních odpadů. In Stavební technika, 5/2007, ISSN 1214-6188, s. 44–47.

Zdroj: http://stavebni-technika.cz