A beton újrahasznosíthatósága adalékanyagként

Az újrahasznosítás egyre inkább a mindennapjaink részévé válik. Már az építőipar területén is sokszor találkozunk az építési-bontási hulladékok szelektív gyűjtésével, újrahasználatra való előkészítésével.

Ennek egyik szép példája a pécsi magasház bontásából származó hulladék kezelése, melyből önmagában 22 549 tonna törmelék keletkezett [1]. Hazánkban a szelektíven gyűjtött beton hulladékot többségében feltöltéshez, útépítéshez használják fel, pedig jelentős része megfelelne beton adalékanyagnak is. Az Európai Adalékanyag Szövetség (UEPG) éves statisztikát készít 39 ország, köztük Magyarország, különféle eredetű adalékanyag előállításáról [2]. Becslésük szerint 2015-ben, hazánkban 58 millió tonna adalékanyagot állítottak elő, melynek mindössze 3,4%-a volt újrahasznosított adalékanyag (1. táblázat). A statisztika jól mutatja, hogy a környező országok hasonlóan, vagy még rosszabbul állnak az újrahasznosított adalékanyag előállítása, illetve felhasználása terén. Anglia, Belgium, Hollandia vagy éppen Németország példája viszont jól mutatja, hogy ebbe az irányba volna mit fejlődnünk.

1. táblázat: 2015-ben előállított különféle adalékanyagok becsült mennyisége (UEPG statisztikája alapján)

A környezetvédelmi szempontok mellett ezt az igényt egyre inkább erősíti a betonipar hirtelen fellendülése miatti adalékanyag hiány is. Napjainkban országszerte egyre komolyabb problémát jelent a megfelelő minőségű adalékanyag beszerzése, mely részben pótolható lenne újrahasznosított adalékanyaggal is. Ennek korábban a hiányos szabályozás, illetve a nem megfelelő szakmai tapasztalat jelentett főként gátat. Ezt pótolandó a fib (Nemzetközi Beton Szövetség) Magyar Tagozata még 2005-ben készített egy irányelvet a „Betonkészítés bontási, építési és építőanyag-gyártási hulladék újrahasznosításával” címmel [3], amely a mai napig hasznos szakirodalmat jelent a téma iránt érdeklődőknek.

Azóta megjelent az MSZ 4798:2016 szabvány, illetve az 1M és 2M szabványmódosítás is. Ezek már foglalkoznak az újrahasznosított betonnal. (A szabvány szerint újrahasznosított betonról beszélünk, ha újrahasznosított adalékanyagot vagy az adalékanyag-mennyiségre vonatkoztatva több mint 5 tömegszázalék visszanyert adalékanyagot tartalmaz. A visszanyert adalékanyagnál megkülönböztetünk frissbetonból mosással visszanyert adalékanyagot, illetve az építési folyamatban még fel nem használt, megszilárdult beton törésével előállított visszanyert adalékanyagot.) Ez a szabvány így már korlátozottan lehetőséget biztosít a bontott beton adalékanyagként történő újrahasznosítására.

A szakmai tapasztalat hiánya viszont a mai napig komoly problémát jelent. Az újrahasznosított betonról az a kép alakult ki, hogy mindig rosszabb jellemzőkkel bír, mint a szokványos adalékanyagú beton. A káros hatás megfelelő körültekintéssel azonban orvosolható. Az újrahasznosított, illetve visszanyert adalékanyagnál sokkal nagyobb jelentősége van a rendszeres alapanyag vizsgálatoknak és a körültekintő összetétel tervezésnek, mint a szokványos adalékanyagoknál. Megfelelő újrahasznosított, illetve visszanyert adalékanyag esetén akár a szokványos adalékanyaggal készült betonnal megegyező, sőt annál kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező betont is lehet gyártani.

Egyik kísérletsorunknál vizsgáltuk, hogy milyen hatása van, ha a természetes eredetű osztályozott homokos kavics adalékanyagból a durva (4/16) frakciót teljes mértékben helyettesítjük jó minőségű visszanyert, tört adalékanyaggal. A visszanyert, tört adalékanyagot 2 éves beton próbakockák törésével állítottuk elő. Az adalékanyagnak felhasznált 150 mm élhosszúságú próbakockák átlag testsűrűsége 2407 kg/m³ volt az újrahasznosításkor, míg az átlag nyomószilárdsága 76,2 N/mm². (A visszanyert, tört adalékanyagot pofás törővel kétszeri töréssel, majd száraz osztályozással állítottuk elő.)

A kísérleteknél alkalmazott betonösszetétel a 2. táblázatban látható. A betont 5 percig kevertük a homogén elkeveredéshez. A folyósító adalékszer mennyiségének változtatásával minden keveréknél F4 konzisztencia osztályt állítottunk be. Egyes keverékekben szálakat is alkalmaztunk, melyeket minden esetben a frissbeton megkeverését követően adagoltunk a betonhoz. A szál adagolását követően további 5 percig kevertük a szálas betonokat.

2. táblázat: Kísérleteknél alkalmazott betonösszetétel 

A 3. táblázatban látható, hogy megfelelő visszanyert, tört adalékanyag esetén nagyobb nyomószilárdságot lehetett elérni, mint a szokványos osztályozott homokos kavics alkalmazásával. (3. táblázatban az osztályozott homokos kaviccsal készült keverékek HK, míg a homokkal és visszanyert, tört adalékanyaggal készült összetételek REC jelöléssel szerepelnek.) Vizsgálati eredményeink igazolták, hogy megfelelő alapanyaggal és körültekintéssel az újrahasznosított beton jellemzői hasonlóak, vagy akár jobbak lehetnek, mint a szokványos adalékanyagos betonoké.

3. táblázat: Átlag nyomószilárdság és testsűrűség 90 napos korban (minden eredmény 3 mérés átlaga)