V České republice je v současnosti přibližně desetkrát více skládek, než činí průměrný stav v jednotlivých zemích EU. Řešením této skutečnosti je zpětné využití odpadních materiálů v daném, nebo i jiném průmyslovém odvětví, což znamená úsporu nerostných surovin, snížení množství odpadů ukládaných na skládky nebo určených ke spalování, snížení množství emisí nebo úsporu energie.
Ekologická vhodnost odpadů určených pro použití do různých stavebních konstrukcí a staveb je řešena hodnocením jejich environmentálních vlastností. Ekologická kritéria se stanovují podle požadavků platné legislativy a podle požadavků na určitý druh odpadu. Testy a zkoušky musí vyloučit možnost negativního vlivu na životní prostředí a zdraví člověka.
Množství produkovaných odpadů je významným problémem u nás i v zahraničí. Největším producentem odpadů je průmysl a energetika. V současné době se k jejich likvidaci používá především skládkování, což má za následek nejen ztrátu cenných surovin, ale také zaplňování skládek určených pro zatím nevyužitelné odpady.
NÁHRADA KLASICKÉ SUROVINY
Současným trendem je používání průmyslových odpadních materiálů (POM) ve stavebnictví. Používají se buď jako náhrada klasické (primární) suroviny, nebo se vnášejí do technologie cíleně. Díky svým mimořádným vlastnostem mohou zlepšit parametry výsledné stavební hmoty oproti použití suroviny primární.
Odpady z elektrárenských a teplárenských provozů vznikají při spalování uhlí v elektrárnách a teplárnách. Zahrnují popílky a škváru z vysokoteplotního spalování a popely a popílky z fluidního spalování. Vysokoteplotní popílky a škvára vznikají spalováním uhlí při teplotách okolo 1200-1700 °C. Fluidní spalování je technologie, jejímž principem je spalování paliva spolu se sorbentem, který se přidává do spalovacího prostoru podle obsahu síry v uhlí. K tomuto účelu se používá např. mletý vápenec, který je důvodem vyššího obsahu CaO v tomto popílku. Spalování probíhá při teplotě kolem 850 oC. Použití popílku může znamenat úsporu cementu nebo vápna ve stavebních hmotách.
Oba typy popílků se uplatňují ve výrobě betonů, betonových výrobků, pórobetonu, v cihlářské výrobě, při výrobě cementu, suchých omítkových, zdicích, zálivkových a jiných speciálních směsí a tmelů, umělého kameniva, jako zásypy, obsypy, stabilizace zemin a jako výplňový materiál. Problémem pro jejich použití ve výrobě stavebních hmot je značná va-riabilita vlastností, která je způsobena kvalitou uhlí, typem kotlů, poměry při spalování a dalšími podmínkami vzniku. Ve světě jsou produkty spalování běžně komerčně využívány (téměř 90 let), pokud mají vhodné technologické i ekologické vlastnosti. V České republice se v současné době využívá 10 - 15 % popílků.
Strusky jsou pevné nekovové doprovodní výrobky hutní výroby, které vznikají roztavením hlušin rudy, přídavků struskotvorných látek a minerálních podílů z pevných paliv. Pro potřeby ve stavebnictví se uplatňuje zejména vysokopecní struska, což je ztuhlý roztok neželezných kovů a dalších složek, vznikající při výrobě surového železa. Je využívána např. jako kamenivo do betonu, ke stavbě vozovek a kolejového lože, přidává se do cementářských slínků při výrobě železoportlandského cementu. V jemně mleté formě ji lze využít na přípravu silikátových nátěrových hmot, kde umožňuje zvýšení mikrotvrdosti a obrusnosti, aniž by byla zhoršena vodotěsnost, mrazuvzdornost, propustnost pro vodní páry a difuzi CO2. Náhrada přírodního křemičitého písku jemně mletou struskou je velmi výhodná i z ekonomického hlediska.
Podobně lze využít i ocelárenskou strusku, což je značně tvrdý materiál s vlastnostmi kameniva, vznikající při výrobě oceli. Tato struska se vyznačuje proměnlivým chemickým složením v závislosti na principu metalurgického pochodu a může obsahovat více škodlivých složek než struska vysokopecní. Lze ji využít v dopravním stavitelství a ostatních příbuzných oblastech. Přídavek strusky umožňuje dosažení lepších vlastností betonu oproti betonům z přírodního kameniva (např. pevnost v tlaku, objemová stabilita, odolnost proti síranům a chloridům, požární odolnost).
Energosádrovec vzniká při odsiřování spalin mokrou vápencovou vypírkou. Využívá se při výrobě pojiv, sádry, sádrových výrobků. Nejvýznamnější je jeho využití v cementářském průmyslu, při výrobě pórobetonu, a lze ho využít i při výrobě anhydritu. Výroba sádry z odpadních produktů po odsiřování tepelných elektráren je v současné době zavedena i v ČR. V zemích EU byly energosádrovce vyjmuty z katalogu odpadů a prohlášeny za sekundární surovinu rovnocennou přírodnímu sádrovci.
Stavební a demoliční odpady vznikají pří zřizování, údržbě, rekonstrukci a odstraňování staveb a jsou uvedeny v Katalogu odpadů pod skupinou 17. Obsah využitelných látek odpovídá stavebnímu uspořádání a účelu bouraného objektu. Převažující podíl obvykle tvoří cihly, zlomky cihel, omítka, beton, sutě, použité dřevo, úlomky skla, kovový šrot. Minerální látky z demoličního materiálu, např. cihly nebo beton, jsou zpracovávány na drť a moučku a používány ve stavebnictví jako přídavná látka. Skleněné střepy se používají při výrobě skelné vlny a pěnového skla. Vhodné zbytky dřeva se uplatňují při betonování a výrobě prefabrikátů. Z celkového odhadovaného množství stavebních odpadů (cca 8 až 10 mil. tun) je v ČR recyklováno necelých 10 %. To nedosahuje ani polovinu objemů běžných v zemích EU.
Mezi POM se řadí také odpadní štěrk, kamenivo, písky, jíly a další materiály vzniklé při těžbě, které jsou zpravidla používány pro zásypy a obsypy. Jílovce, které jsou odpadní surovinou při těžbě hnědého uhlí, je možné využít jako sorbety do náplně zemních filtrů ČOV, sorpčních vrstev skládek komunálního a nebezpečného odpadu, konstrukci bariér s kombinovaným sorpčním a těsnícím účinkem v okolí skládek, komunikací apod. Při výrobě stavebních hmot lze také využít brusné kaly a jiné odpady z řezání a broušení kamene a také odprašky při drcení a mletí, např. jako plnivo ve správkových maltách jako náhradu za vápenec. Pro dosažení optimálních vlastností může maltová směs obsahovat až 80 hm. % brusných kalů. To představuje výrazné snížení nákladů na vstupní surovinu.
HODNOCENÍ PRŮMYSLOVÝCH ODPADNÍCH MATERIÁLŮ
Základní podmínkou při volbě odpadu pro použití jako druhotné suroviny je, že tyto materiály nebudou ohrožovat ani zhoršovat jednotlivé složky životního prostředí, tzn. podzemí i povrchové vody, horninové prostředí, faunu, flóru, půdu i ovzduší a veřejné zdraví. Testy a zkoušky, jejichž účelem je vyloučit možné negativní vlivy na životní prostředí, se řídí platnou legislativou a provádějí se jak z pohledu samotného POM, tak z pohledu konečného výrobku, do kterého byl POM zapracován.
Zkoušky ekologické vhodnosti POM zahrnují stanovení ekotoxicity, hmotnostní aktivity přírodních radionuklidů, nebezpečných látek ve výluhu a v sušině. Pokud je podezření, že by se v odpadu mohly nacházet organické látky, provádí se též jejich stanovení, např. PAU (polycyklické aromatické uhlovodíky).
Zkouškami ekologické vhodnosti výrobků z POM nebo zkušebních těles, které výrobek simulují, se zjišťuje ekologická vhodnost stavebního materiálu (viz schema). Stanovují se stejné ukazatele jako v případě testování odpadů. Vodný výluh se dělá z celých zkušebních těles a vyhodnocení výsledků se provádí ve vztahu k jejich povrchu, který má být 550-650 cm2 (podle ČSN 72 2071:2000 "Popílek pro stavební účely").
Ing. Jaroslava Ledererová, CSc.
Ing. Hana Zezulová
Ing. Miroslav Svoboda
