Rebetong: Beton s přírodním kamenivem stoprocentně nahrazeným stavebními recykláty

Na podzim loňského roku představila firma Skanska, a. s., nově vyvinutý beton, v jehož receptuře je přírodní kamenivo stoprocentně nahrazeno stavebními recykláty, a přitom jsou zachovány materiálové charakteristiky obdobné jako v případě betonu s přírodním kamenivem. Dosavadní vývoj a praktické zkoušky dávají naději, že se otevírá slibná cesta, jak efektivně využít velké objemy stavebního odpadu a ušetřit cenné přírodní zdroje.

Inertní stavební suť v dnešní době v České republice tvoří v průměru zhruba 45 % z celkové produkce odpadů, tedy kolem 4 miliónů tun. Z toho se zhruba 85 procent ukládá na deponiích nebo skládkách a jen 15 % se recykluje a znovu využije, a to většinou jako produkty s nízkou přidanou hodnotou jako zásypové, podkladní nebo stabilizační vrstvy, zejména pokud jde o betonový recyklát. Takovým využitím je výrazně ztížena následná recyklace stavební suti kvůli znečištění, například zeminou. Cihelný a směsný recyklát se využívá minimálně, většinou však zůstává jako přebytečný na skládkách v recyklačních střediscích, případně se používá k zásypu a rekultivaci vytěžených prostor. Nejsou výjimkou případy, kdy se legálně či nelegálně zaváží do terénních nerovností. Na druhé straně se v České republice snižují zásoby přírodního kameniva z kamenolomů a pískoven a povolování nové těžby je s ohledem na ochranu životního prostředí legislativně čím dál náročnější. Zároveň je potřeba tyto zdroje chránit pro případy, kde je přírodní kamenivo díky svým vlastnostem nenahraditelné.

Snižující se množství zdrojů přírodního kameniva na jedné straně a nevyužitý potenciál ve stavební a demoliční suti na straně druhé motivují řadu stavebních společností a výzkumných organizací k vývoji technologií, které umožní využití suti jako druhotné suroviny pro výrobu produktů s vyšší přidanou hodnotou, ideálně dále beze zbytku recyklovatelných. Beton vyrobený z recyklovaného kameniva, což je technologicky zpracovaná stavební suť, je právě takovým produktem. Nejvyšším cílem je 100% náhrada přírodního kameniva recyklovaným, tedy včetně drobné frakce do 4 mm (písku), kterou lze vyrobit z betonové, cihelné nebo směsné stavební a demoliční suti. Z výše uvedených důvodů má nejvyšší environmentální přínos právě beton z cihelného nebo směsného recyklátu. Z hlediska technického a technologického je to ovšem největší výzvou vzhledem k jeho horším mechanicko-fyzikálním vlastnostem. Snaha o dosažení obdobných parametrů u betonu z recyklátu, jaké má beton z přírodního kameniva, přidáním cementu do betonové směsi se dá přirovnat k vyrážení klínu klínem, protože výroba cementu zatěžuje životní prostředí zejména kvůli vysoké produkci CO2 (až 0,8–0,9 tuny na 1 tunu cementu). Úloha není jednoduchá a je potřeba hledat nové technologie a zdroje nahrazující nebo doplňující svými vlastnostmi reakci cementu při tvrdnutí betonu. Dále je nutné technologii uzpůsobit stávající výrobě betonu, aby nevyžadovala příliš velké zásahy do provozů betonáren.

Toto řešení má mimo environmentálního aspektu i ekonomický přínos. Jednak nahrazením drahého přírodního kameniva druhotnou surovinou pocházející ze stavební suti a jednak také snížením dopravní vzdálenosti – zdroje stavební suti se nacházejí většinou v urbanizovaných oblastech, tedy blíže k výrobnám betonu než zdroje přírodního kameniva. To může vést ke snížení nákladů na vstupní suroviny o 10–20 %.

Inovativní materiál Rebetong

V polovině října 2019 představila firma Skanska, a. s., na základě společného výzkumu se společností ERC-TECH nový materiál, který je alternativou ke konvenčnímu betonu – Rebetong. Skanska, a. s., a její dceřiná firma Skanska Transbeton, s. r. o., dále pokračují ve vývoji a jeho rozšíření. Zavedení této inovace do běžné výroby je, zdá se, na dobré cestě.

Rebetong je typ betonu, ve kterém je přírodní kamenivo stoprocentně nahrazeno kamenivem recyklovaným. Stavební a demoliční suť, z níž se vyrábí recyklát pro výrobu Rebetongu, může být jak drť betonová, tak drť směsná, ale i ze 100 % drť cihelná. Právě užitím 100% cihelného recyklátu je Rebetong převratný a inovativní. Přesto, že je použit tento dosud dost problematický materiál, jsou dosaženy užitné vlastnosti jako u konvenčního betonu a je v maximální míře využit ekologický i ekonomický potenciál této inovace.

V zahraničí se recyklované kamenivo do betonu používá většinou jako substituce pouze části hrubé frakce kameniva, což nakonec připouštějí i stávající evropské technické předpisy. To znamená, že se celkově recyklátem nahrazuje zhruba 10–35 % přírodního kameniva. Podle našich rešerší jsou v Evropě snahy o 100% nahrazení přírodního kameniva recykláty spíše ojedinělé.

Princip použití a přípravy recyklátu i samotné záměsové postupy betonu jsou předmětem patentové ochrany, a tak je stejně jako přesné složení receptur nelze prozradit. K postupu výroby lze uvést, že „robustnost technologie“ umožňuje využívat pro výrobu Rebetongu směsi recyklátů v jakémkoliv poměru, téměř v každé stávající betonárně při nepříliš významných zásazích do stávající technologie. Dokonce nedochází ani k velkému zásahu do výrobního portfolia receptur standardního betonu betonárny – omezení používání stávajících frakcí kameniva jsou minimální. Recyklát se připravuje dle přesně stanoveného postupu na běžných drtičích a příprava recyklátu není ani zdaleka tak nákladná, jako je skládkování těchto sutí. Recyklát musí být především hygienicky a ekologicky nezávadný. Jeho složení, zrnitost i příprava jsou předmětem patentové ochrany. Lze ale říci, že nejde o nijak složitý či nákladný proces.

V České republice je roční produkce stavebních demoličních odpadů zhruba 7,5 mil. tun, oproti tomu na výrobu čerstvého betonu je potřeba cca 13 mil. tun kameniva. Předpokládáme, že potenciálně využitelné recykláty (zdravotně nezávadné, dopravně dosažitelné, …) mohou nahradit kamenivo až pro 15 % výroby čerstvého betonu. To odpovídá zpětnému využití cca 1,8 mil. tun stavebních demoličních odpadů, což představuje snížení skládkování těchto odpadů o zhruba 25 procent. Rebetong s certifikovaným systémem řízení výroby (SŘV) ve třídách C 12/15 XO až C 25/30 XC4, XD2, XF1, konzistence S1–S4 je proto svými užitnými vlastnostmi plnohodnotnou náhradou konvenčních betonů pro běžné betony nižších a středních tříd.

Prefabrikované stěnové dílce Reblok

Rebetong má být ideální náhradou takových betonů a konstrukcí, kde je zbytečné plýtvat prvotřídním lomovým kamenivem. Je tedy vhodný do základů, vnitřních nosných i nenosných stěn, podkladních betonů, prefa bloků atd. Lomové kamenivo je neobnovitelný zdroj, kterého začíná být nedostatek. Dokonce se odhaduje, že v průběhu 5 až 10 let může být při současné spotřebě do značné míry vyčerpáno. Rebetong je řešením, které má redukovat spotřebu prvotřídního kameniva a omezit skládkování cihelných a směsných stavebních recyklátů.

Firma Skanska Transbeton, s. r. o., začala testovací výrobu na betonárně v Olomouci v květnu 2019. Po ověření základních vlastností a funkčnosti celé myšlenky byl zahájen proces certifikace SŘV. V září 2019 byl vydán certifikát pro výrobu Rebetongu a v listopadu byl vydán certifikát prefabrikovaných stěnových dílců Reblok – prvků typu „lego“, vyrobených z Rebetongu. Od té doby byl Rebetong využit pro výrobu cca 800 kusů prefabrikátů Reblok. S narůstajícím počtem vzorků a záměsí se přikročilo k hledání pilotních projektů pro monolitické konstrukce a k rozšiřování výroby na ostatní betonárny. Dnes firma Skanska Transbeton, s. r. o., vyrábí Rebetong na betonárně v Olomouci a od března letošního roku je Rebetong certifikovaný také na betonárnách v Praze-Uhříněvsi, v Praze-Řeporyjích a ve Veltrusech. Testovací výroba a certifikace běží na betonárnách Brno a Ostrava-Svinov.

První projekty v České republice

Skanska Transbeton, s. r. o., začíná s jednodušším a propracovává se ke složitějšímu. Vyrobila už na 800 ks prefabrikátů Reblok, které mohou mít různý tvar a skládají se na sebe jako jednoduchá stavebnice. Právě z nich byl vloni mimo jiné vybudován unikátní Parkour Park v areálu Cukrkandl – komunitním prostoru pod modřanským komínem. Letos v dubnu dodala Skanska Transbeton, s. r. o., přes 300 m3 podkladních betonů do nového kancelářského komplexu Envelopa Office Center, který vyrůstá v centru Olomouce. Připravuje se betonáž manipulační plochy v objemu cca 650 m3 z betonárny Veltrusy, projektuje se spodní stavba malého rodinného domu a v plánu je několik dalších projektů. Je potěšující, že se daří nacházet environmentálně odpovědně smýšlející investory, kteří rádi vstupují do těchto pilotních projektů. Nabídkou pro ně je kromě inovativní myšlenky se „zeleným přesahem“ i finančně zajímavý výrobek. Motivací pro investory mohou být i kredity v certifikacích LEED nebo BREEAM za použití recyklovaného materiálu.

Otázka technické legislativy

Největší překážkou rychlejšího a většího rozšíření betonu z recyklovaného kameniva je omezení v platných evropských a národních technických předpisech, které povolují jeho použití do betonu pouze ve velmi omezené míře. Pro širší použití je potřeba vytvořit národní předpis, resp. provést revizi stávajících předpisů, které by v rozumné míře definovaly užití recyklátů do betonů, případně definovaly betony/konstrukce/prostředí, kde by mohly takovéto produkty najít využití. Rebetong, přestože je zkoušen a testován v souladu s normou ČSN EN 206 + A1 jako vyrobený beton, je s touto „biblí“ betonářů v rozporu, protože výrazně překračuje podíl použitého recyklovaného kameniva na vstupu. Potěšitelné je, že v ČR již od září 2019 zahájil svoji činnost řešitelský tým, který se věcí systémově zabývá, což by uvedené bariéry mělo odstranit.

Držitelem patentu je společnost ERC Tech a ta jej pochopitelně nabízí i do zahraničí. Rebetong je produkt firmy Skanska, a. s., která ho dodává prostřednictvím dceřiné firmy Skanska Transbeton, s. r. o. Plánuje se rozšíření výroby na téměř všechny betonárny společnosti, což by mělo nabídnout stavitelům a investorům možnost používat beton, který má rovnocenné užitné vlastnosti jako betony vyráběné dosud, jen mnohem méně zatíží přírodu, a navíc pomůže snížit množství ukládaných odpadů.

Tabulka: Materiálové charakteristiky Rebetongu

Ing. Bohuslav Slánský, Ph. D., (*1961) 
– absolvoval Vysoké učení technické v Brně a postgraduálně Vysokou školu báňskou – technickou univerzitu v Ostravě. Pracuje jako vedoucí technického rozvoje a inovací ve firmě Skanska, a. s. Je projektovým manažerem a řídí výzkumný projektu vývoje Rebetongu.

Ing. Pavel Sedlák (*1981) 
– absolvoval Stavební fakultu Vysoké školy báňské – technické univerzity v Ostravě. Pracuje jako obchodně-technický manažer ve firmě Skanska Transbeton, s. r. o. Má na starosti koordinaci výzkumu, výroby a obchodu Rebetongu.