Příspěvek popisuje umělé kamenivo vyráběné recyklací vzduchem chlazené vysokopecní strusky z kladenské haldy Koněv. Takto vyráběné umělé kamenivo splňuje všechny požadavky na kamenivo určené pro použití v inženýrských a silničních stavbách podle ČSN EN 13242+A1 a ČSN EN 13285. Uvádění struskového kameniva na český trh a prosazení jeho použití je spojeno se specifickými obtížemi.
Z historie haldy
Kladenské hutě vznikaly v průběhu 19. století, výroba surového železa nabyla na intenzitě zejména koncem 19. století, kdy se v okolí hutí začaly vytvářet haldy z vyvážené vysokopecní strusky. Halda Vojtěšské huti, později zvaná Koněv, je tvořena převážně vysokopecní struskou vyváženou od druhé poloviny 19. století až do roku 1970, kdy byla navážka ukončena. Halda obsahuje více než 10 miliónů tun suroviny tvořené především vysokopecní vzduchem chlazenou struskou v menší míře doprovázenou zbytky vyzdívek a doprovodnými popelovinami. Uložené materiály byly na haldě deponovány prakticky bez většího využití až do konce 90. let 20. století.
Obrázek 1: Halda Koněv, stav 2018
Recyklace vysokopecní strusky a výroba umělého kameniva
Odtěžování a zpracování vysokopecní strusky z haldy místní huti Koněv začíná až v roce 1998 firma Miroslav Karas – Destro. Recyklace uložené vysokopecní strusky a nově přijímaných stavebních a demoličních odpadů probíhá na dvou dispozičně oddělených linkách. Každá z nich vyrábí jinou skupinu výrobků, určených pro zemní práce a stavbu pozemních komunikací.
Do první skupiny patří umělé kamenivo tvořené pouze recyklovanou vysokopecní struskou. Popracovaným systémem drcení a třídění se v recyklačních linkách z těžené suroviny separuje struskový podíl zbavený doprovodných popelovin a zbytků vysokopecních vyzdívek. Vytříděná struska se následně opět drtí a třídí do frakcí. Dlouhodobě stabilní složení suroviny a stálá kvalita sledované výroby umožňuje dodávat na trh kamenivo pro nestmelené vrstvy a vrstvy stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace ve frakcích 0/4 mm, 2/8 mm, 8/16 mm, 16/32 mm, 32/63 mm, 0/32 mm a 0/63 mm plně vyhovující požadavkům ČSN EN 13242+A1 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace [1] a ČSN EN 13285 Nestmelené směsi − Specifikace [2], [3].
Samozřejmostí je průběžné sledování kvality vyráběného umělého kameniva výrobcem a dlouholetý externí dozor řízení výroby podle nařízení Evropského parlamentu (EU) a Rady č. 305/2011 [4] a nařízení Evropského parlamentu (EU) a Rady č. 547/2014 [5] oznámeným subjektem č. 1392, Zkušebnou kamene a kameniva, s.r.o. [6].
Další skupinu výrobků, vyráběných na druhé oddělené recyklační lince, představují třísložkové recykláty, které obsahují pouze část vysokopecní recyklované strusky (25 % hm.), doplněné recyklovaným betonovým kamenivem (25 % hm.) a recyklovaným stavebním a demoličním odpadem (50 % hm.). Také tyto výrobky jsou určeny pro zemní práce a stavbu komunikací příslušné kategorie a jsou hodnoceny podle ČSN EN 13242+A1 [1].
Charakteristika umělého kameniva
Umělé struskové kamenivo splňuje požadavky kladené výše uvedenými technickými normami obecně na kamenivo, ovšem díky podmínkám vzniku a způsobu zpracování má některé níže uvedené charakteristické parametry, kterými se odlišuje od přírodního kameniva, aniž by omezovaly rozsah jeho použití:
• Vyšší nasákavost všech frakcí daná strukturou vzniklou v průběhu chladnutí. Nasákavost zrn se pohybuje na úrovni 4 % až 8 % hm. [3], ovšem na rozdíl od přírodního kameniva specifický charakter pórovité struktury přesto zaručuje vysokou mrazuvzdornost kameniva, stupeň F2 [3], vyhovující i pro výrobu betonu odolných mrazu a rozmrazovacích solí pro většinu běžných konstrukcí s projektovanou životností 50 let [7]. Ostatně tento parametr je zohledněn v požadavcích příslušných evropských norem i v technických podmínkách Ministerstva dopravy TP 138-1 Užití struskového kameniva do pozemních komunikací [8].
• Nižší objemová hmotnost kameniva na úrovni cca 2 400 kg/m3 [3] je dalším charakteristickým rysem ovlivněným vyšší porozitou materiálu. Přesto si kamenivo zachovává dostatečně vysokou pevnosti v tlaku, umožňující použití do běžné výroby betonů pevnostní třídy C 50/60 [9]. Nižší objemová hmotnost kameniva se projevuje v nižší optimální objemové hmotnosti nestmelených i stmelených vrstev pozemních komunikací a tím pozitivně přispívá ke snížení nákladů na budované konstrukce.
• Zrna mají velmi ostré lomové hrany vznikající při drcení, přičemž tvarový index je velmi příznivý. Tato charakteristika ovlivňuje proces hutnění vrstev a přispívá ke zvýšení stability vrstvy po zhutnění.
• Jemné podíly vysokopecní vzduchem chlazené strusky, vznikající při drcení, jsou obsaženy ve zpracovávaných směsích, kde vykazují omezenou hydraulickou aktivitu a v dlouhodobém časovém horizontu mohou přispívat k nárůstu stability a pevností zhutněných nestmelených i stmelených vrstev.
V neposlední řadě je nutno zdůraznit velmi důležitou skutečnost týkající kvality a stability vysokopecní strusky na kladenské haldě Koněv, a to je způsob a doba jejího vzniku.
Struska byla navážena na haldu v 19. a 20. století v dobách, kdy výroba železa v kladenských hutích byla relativně stabilní, nepodléhala náhlým změnám vstupních surovin ani zásadním změnám technologie výroby a na rozdíl od jiných deponií se zde neukládaly žádné jiné materiály ani odpady. Navážení haldy bylo ukončeno už v roce 1970, struska je tudíž uložená téměř 50 až 150 let, což je více než dostatečná doba pro eliminaci přirozené rozpadavosti a rekrystalizace struskových minerálů. Představuje to jeden ze zásadních předpokladů unikátní kvality této vysokopecní vzduchem chlazené strusky a z ní vyráběného umělého kameniva Destro.
Obrázek 3: Schéma linky pro výrobu umělého struskového kameniva (zdroj: DESTRO)
Obrázek 4 a 5: Zrna vzduchem chlazené vysokopecní strusky frakce 8/16 mm
Problematika uvádění umělého kameniva na trh
Společnost Miroslav Karas – Destro, dodala za dobu své činnosti na stavební trh již více jak 2 000 000 tun výrobků z recyklované strusky určených především pro pozemní komunikace a inženýrské stavby v regionu středních Čech, mj. na projekty staveb LEGO, Amazon, Baumax, Tesco aj.
Přestože výrobky dodávané na trh splňují požadavky na technické parametry stejně jako výrobky z přírodního kameniva a navíc, jako recyklované materiály, představují v dnešní době zdůrazňovaný přínos k udržitelnému rozvoji společnosti, setkáváme se zejména v posledních letech s odmítavým postojem k použití umělého kameniva do staveb komunikací. Jedním z důvodů je nepopiratelně následek hojně mediálně využívané kauzy vad dálnice D 47, kde bylo použito umělé struskové kamenivo vyrobené z místních zdrojů. Veškeré problémy realizace byly pak zkratkovitě představovány v médiích jako „problém se struskou“ a běžný občan tak mohl nabýt dojmu, že příčina problémů tkví právě v materiálu. Smutnou skutečností ovšem je, že tento názor sdílí i někteří rozhodující zástupci regionálních a komunálních profesních organizací činných ve výstavbě komunikací, u kterých se předpokládá určitá odborná úroveň zajišťující přehled v problematice a znalost technických norem a legislativních nařízení. Výsledkem je pak i naše čerstvá zkušenost se situací, kdy byl vyvíjen nátlak a vydán neoficiální zákaz používání umělého kameniva pro zhotovitele staveb, kteří struskové kamenivo odebírají. To vše bez uvedení jakýchkoli relevantních argumentů, s odmítáním přijmout jakékoli doklady o kvalitě dodávaných výrobků a s postojem založeným pouze na dojmu a názoru jednotlivce. Tento přístup je zarážející nejen z hlediska nutného navýšení nákladů konkrétní stavby při náhradě umělého kameniva kamenivem přírodním, ale i s ohledem na požadavky na udržitelný rozvoj, dlouhodobě prosazované orgány Evropské unie i České republiky.
Závěr
Výrobky z recyklovaných surovin, mezi něž patří i umělé kamenivo pro stavby pozemních komunikací, mají nesporný pozitivní dopad na životní prostředí a udržitelný rozvoj celé společnosti. Přestože umělé kamenivo dosahuje srovnatelné technické kvality jako kamenivo z přírodních zdrojů, stále přetrvává neopodstatněná nedůvěra některých organizací činných ve výstavbě pozemních komunikací k jeho používání. Překonávání těchto překážek je nejen časově náročné, ale vyžaduje také značnou dávku trpělivosti a energie věnované zvýšení povědomí o skutečných možnostech a kvalitách takového výrobku.
Ing. Radomír Rucki
MIROSLAV KARAS – DESTRO
Literatura
[1] ČSN EN 13242+A1 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace, ČNI 2008
[2] ČSN EN 13285 Nestmelené směsi – Specifikace, ÚNMZ, 2011
[3] Protokol o zkouškách kameniva, Zkouška typu (TT) č. 611/18 a 166/18, Zkušebna kamene a kameniva, s.r.o., zkušební laboratoř 1046, Hořice, 5/2018
[4] Nařízení Evropského parlamentu (EU) a Rady č. 305/2011, kterým se stanoví harmonizované podmínky pro uvádění stavebních výrobků na trh a kterým se zrušuje směrnice Rady 89/106/EHS
[5] Nařízení Evropského parlamentu (EU) a Rady č. 547/2014, kterým se mění nařízení (EU, Euratom) č. 966/2012, kterým se stanoví finanční pravidla o souhrnném rozpočtu Unie
[6] Zpráva o dozoru nad řízením výroby č. CPR 154/107/2017, Zkušebna kamene a kameniva, s.r.o., oznámený subjekt č. 1392, Hořice, 12/2017
[7] ČSN P 73 2404 Beton – Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda – Doplňující informace, ÚNMZ, 2016
[8] Technické podmínky Ministerstva dopravy TP 138-1 − Užití struskového kameniva do pozemních komunikací, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, 2011
[9] Výsledky kontrolních zkoušek betonů z betonárny Kladno, Destro, 2018