Projekti / Programi
Izdelava kakovostnih betovonov in malt iz recikliranega agregata
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.01 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
Gradbeni materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T270 |
Tehnološke vede |
Okoljska tehnologija, nadzor onesnaženja |
reciklirani agregat, beton, malta, uporaba za zahtevnejše konstrukcije
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
16432 |
dr. Lucija Hanžič |
Gradbeništvo |
Vodja |
2007 - 2008 |
118 |
Organizacije (1)
Povzetek
Velike količine gradbenih odpadkov, ki nastanejo pri rušenju objektov, predstavljajo v sodobni družbi velik problem, saj z odlaganjem močno obremenjujejo okolje. Koncept ločevanja gradbenih odpadkov glede na vrsto materiala in njihove ponovne uporabe je zato že našel svoje mesto v gradbeni praksi tudi v Sloveniji. Vendarle pa se večina recikliranih gradbenih odpadkov trenutno uporablja le za izdelavo nezahtevnih gradbenih objektov oz. konstrukcijskih delov. Ti materiali nižje kvalitete pa v naslednjem reciklažnem ciklusu ne bodo več uporabni in jih bo potrebno odlagati. To pomeni, da se problem gradbenih odpadkov ne rešuje trajno, temveč se le preloži za določen čas. Ker v zadnjem času vedno pogosteje nastajajo tudi gradbeni odpadki boljše kvalitete, kot npr. pri rušenju betonskih mostov, se je pojavila zamisel, da bi iz teh gradbenih odpadkov izdelovali kvalitetne nove materiale, ki bi lahko vstopali vsaj še v drugi, po možnosti pa tudi v tretji reciklažni cikel. Cilj predlaganega podoktorskega projekta je raziskati načine za pripravo betona iz recikliranega agregata, ki bi dosegal normalne tlačne trdnosti (območje od 30 do 80 MPa). Ker iz dosedanjih raziskav izhaja, da je potrebno za pripravo takšnega betona fino frakcijo recikliranega agregata (< 4 mm) zamenjati z naravnim peskom, je potrebno za to frakcijo poiskati alternativne možnosti uporabe. V okviru ravnanja z odpadki se namreč vse bolj uveljavlja koncept »Zero Waste«, ki pomeni ponovno uporabo vseh nastalih odpadkov. V okviru projekta bodo tako raziskane možnosti za uporabo fine frakcije recikliranega agregata v maltah. Poleg standardnih preiskav agregatov, betonov in malt, bodo opravljene še nestandardne preiskave mikrostrukture (optična in elektronska mikroskopija), transporta vlage (nevtronska radiografija) in raziskave eventuelnih vezivnih lastnosti fine frakcije recikliranega agregata (nizkofrekvenčna dielektrična spektroskopija).
Pomen za razvoj znanosti
Naloga inženirja je, da izsledke temeljnih znanosti pretvori v uporabne izdelke. Vendar pa sta zadnji dve desetletji pred inženirje postavili nove izzive, saj smo spoznali, da naš planet ne zmore podpirati sedanje stopnje izkoriščanja naravnih virov oziroma predelati nakopičenih odpadkov. Velike količine odpadkov nastajajo tudi v gradbeni industriji, pri čemer pomemben delež predstavljajo betonski odpadki. Beton, iz katerega so izdelani konstrukcijski elementi, je narejen iz kvalitetnega primarnega agregata in inženirji v duhu načel trajnostnega razvoja iščemo možnosti, kako takšen beton oz. iz njega pridelan recikliran agregat (RA) uporabiti za visokovredne aplikacije tudi v drugem življenjskem ciklu. Raziskave na področju uporabe RA v betonu so obsežne, saj je beton precej kompleksen kompozit, tako da tale študija prispeva le nekaj novih vidikov v zakladnico znanja iz navedenega področja.
Izvedene raziskave so pokazale, da je potrebno dobro poznati lastnosti RA in jih upoštevati pri načrtovanju betonske mešanice. Za projektiranje mešanic je bila uporabljena metoda, ki temelji na dveh glavnih prostih parametrih – to sta vodocementno razmerje in volumski delež presežne cementne paste. Mešanice so dosegle tlačno trdnost 65 MPa brez uporabe posebnih postopkov mešanja in z normalno dozo cementa. Rezultati predstavljajo dobro osnovo za nadaljnje delo s ciljem izdelati samozgoščevalni beton (SCC) iz RA. Večina trenutne proizvodnje betona je usmerjena v izdelavo klasičnih vibriranih betonov, saj so SCC mešanice dokaj občutljive na variacije v sestavinah. Zatorej se trenutno za izdelavo SCC uporabljajo kvalitetni agregati, RA pa se uporablja za manj zahtevne betone. V prihodnosti pa vendarle lahko pričakujemo preusmeritev proizvodnje betona v SCC in takrat bo potrebno zaradi zgoraj navedenih razlogov uporabljati tudi RA.
Drugi del študije je bil usmerjen v uporabo fine frakcije RA. Le-te za proizvodnjo betona ni možno uporabiti in zato še vedno predstavlja odpadni material. Raziskane so bile možnosti za njeno uporabo v maltah na osnovi cementa. Malte iz RA so pokazale dobro sposobnost zadrževanja zmesne vode ob nanosu na vodovpojno podlago in ti pozitivni rezultati so vzpodbuda za nadaljnje delo.
Pomen za razvoj Slovenije
Študija se je osredotočila na dva vidika upravljanja z gradbenimi odpadki in sicer (i) na ugotavljanje stanja v Sloveniji in (ii) na izdelavo betona in malte iz recikliranega agregata (RA).
Iz prvega dela študije izhajajo nekateri pomembni zaključki, ki bi jih bilo potrebno upoštevati v slovenski strategiji ravnanja z gradbenimi odpadki in sicer: (a) trenutno je prevelik poudarek na recikliranju gradbenih odpadkov. Predpisi sicer kot prvo možnost ravnanja navajajo ponovno uporabo komponent, a je ta princip slabo implementiran. Že statistični podatki na portalu SI-Stat ne navajajo ponovno uporabljenih materialov kot ločene entitete, zato niti ni možno spremljati napredka na tem področju; (b) princip zmanjševanja količin odpadkov trenutno ni vključen v slovensko zakonodajo in predpise. Razumevanje, da gradbeni odpadki v največji meri nastanejo zaradi neustreznega načrtovanja, še ni razširjeno, zato tudi arhitekti in projektanti ne čutijo odgovornosti za nastanek gradbenih odpadkov; (c) da bi uspešno uveljavili načela zmanjševanja nastajanja gradbenih odpadkov je potrebno ustrezno izobraziti arhitekte in gradbene inženirje. V tem pogledu bi morale slovenske univerze ne le vključiti v svoje programe predmete iz področja trajnostnega razvoja in varovanja okolja, temveč bi morale ustrezna znanja vključiti v obstoječe predmete.
Drugi del študije je pokazal, da je ob upoštevanju specifičnih lastnosti RA groba frakcija uporabna za proizvodnjo betona, medtem ko je fino frakcijo možno uporabiti za izdelavo malte. Raziskave so bile izvedene v sodelovanju z nekaterimi slovenskimi podjetji (predvsem CPM in Projekt), prav tako pa so bili v raziskovalno delo vključeni študenti gradbeništva. Nadejati se je, da bodo rezultati raziskav spodbudili sedanje in bodoče strokovnjake, ki so sodelovali pri študiji, da uporabljajo RA tudi v višje-vrednih aplikacijah, s čemer bodo prispevali k trajnostni rabi naravnih virov v Sloveniji.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
