Дали можеме да рециклираме бетон?

08.11.2021 03:01

Повеќето градежни објекти околу нас се стари барем неколку децении, а многу од нив датираат од периодот непосредно после Втората светска војна или претходно. Со оглед на тоа дека градежните објекти ги проектираме за таканаречен употребен век од 50 години во случај на зграда или 100 години во случај на значајни објекти како мостови со голем распон, на голем број објекти впрочем им се ближи крај и рушење, по што се поставува логично прашање: „Што ќе се случи со отпадот што ќе се создаде со тоа?“.

Со оглед на тоа дека огромен број од овие објекти се од бетон, има добра вест - бетонските конструкции после рушењето можат да се рециклираат во таканаречен агрегат добиен со рециклирање бетон (ќе го наречеме рециклажен агрегат) кој потоа може да се користи при правење нов бетон, наместо ситен и крупен „агрегат“ кој начесто е речен песок и чакал или дробен камен. Со тоа се добива таканаречен бетон со рециклиран агрегат (англ. recycled aggregate concrete, ќе го наречеме рециклиран бетон) кој на кинески се нарекува „zàishēng hùnníngtǔ“, односно „повторно роден бетон“.

Зошто да се рециклира бетонот?

Бетонот како отпад е „инертен“ и генерално не е штетен. Тогаш, зошто едноставно да не се остави во депонија?

Еден проблем е неговата количина. Бетонскиот отпад е половина од таканаречениот отпад од градење и рушење, кој во Европската унија на годишно ниво изнесува околу 850 милиони тони. Значи, самото одложување на депониите е сè потешко, особено во земји со мала територија или земји кои се густо населени како Холандија, Данска или Јапонија.

Втората причина е заштедата на природните ресурси. Имено, бетонот е најкористениот материјал кој го произведуваат луѓето - годишно се произведуваат речиси 25 милијарди тони бетон. Тоа значи дека ни се потребни подеднакво големи количества цемент, ситен и крупен агрегат. Не навлегувајќи во предизвиците кои ги претставува производството на цемент кое е одговорно за дури 7 проценти од емисиите на јаглерод диоксид заради човечките активности, ќе се фокусираме на производството, односно екстракцијата на ситниот и крупниот агрегат. Таа се врши со ископување на песок и чакал од реките или со дробење камења од каменоломите и исто така може да предизвика сериозни загадувања и пореметувања на локалните средини.

Во склад со општествено и еколошки одговорниот пристап на циркуларната економија, градежната индустрија треба да ги искористи можностите кои ги пружа рециклирањето бетон во однос на заштеда на ресурсите, намалување на отпадот но и истовремено стимулирање на економијата и економската активност.

Како да се гради со рециклиран бетон?

Генерално, бетонот се добива од врзувачи (пред сè цемент и, сè почесто, материјали како летечки пепел, згура од производството на челик итн.), вода, ситен и крупен агрегат. Водата се додава од две причини: (1) заради хидратација, односно зацврснување на цементот и (2) обезбедување таканаречена обработливост и вградливост на бетонот додека е во свежа состојба. Меѓутоа, водата во овие две улоги дејствува во спротивни насоки - за поголема цврстина ни треба што помалку вода, за што подобра вградливост ни треба што повеќе.

Рециклираниот агрегат воведува нова променлива во правењето бетон. Имено, при дробењето бетон во секое зрно рециклиран агрегат останува дел „цементен камен“ од изворниот бетон. Затоа рециклираниот агрегат е полесен и помек од природниот, што дополнително влијае на својствата на бетонот во кој се користи и вообичаено донекаде предизвикува послаби својства, како помала цврстина.

За среќа, истражувачите ширум светот веќе неколку децении (а исклучително интензивно во последниве 15 години) ги истражуваат својствата на рециклираниот агрегат и рециклираниот бетон. Овие истражувања ги покриваат сите нивоа на примена.

На ниво на самиот рециклиран агрегат овие истражувања се фокусираат на неговиот квалитет и неговите својства. Со оглед на тоа дека станува збор за рециклиран производ, неговите својства можат значајно да варираат во зависност од квалитетот на изворниот бетон кој се рециклира (за кој често не ги знаеме својствата или во постројките за рециклирање се спојуваат бетони од повеќе извори). Истражувачите испитуваат и кои се главните својства на овој материјал по кои тој треба да се класифицира (имајќи ја предвид подоцнежната примена).

На ниво на рециклиран бетон исто така постојат бројни активни правци во истражувањата. Првенствено се работи за физичките и механичките својства на рециклираниот бетон - како цврстината при притисок и затегнување, модулот на еластичност (крутост), собирањето и течењето (својство заради кое бетонот продолжува да се деформира и при непроменето оптоварување) зависат од квалитетот, крупноста и количината на рециклираниот агрегат. Потоа, се работи за сè позначајните својства за трајноста на бетонот - како рециклираниот бетон да се направи што поотпорен на хемиските промени во микроструктурата, како што е таканаречената карбонатизација (продор на јаглеродниот диоксид во бетонот со кој се намалува ПХ вредноста на цементниот камен, доаѓа до депасивизација на арматурата и нејзина корозија), продорот на хлоридот (заради морска сол или сол за посипување патишта, исто така предизвикувајќи корозија на арматурата) или дејството на мразот.

Можеби најзначајни истражувања се оние за конструкциската примена на рециклираниот бетон - како се однесуваат плочите, гредите, столбовите и другите видови елементи од конструкциите од рециклиран бетон под оптоварување во споредба со истите елементи кои се направени од „обичен“ бетон.

Патот до примената во практиката

Како и во другите области, и во областа на рециклираниот бетон важи изреката на Мечето Јоги „Во теоријата нема разлика помеѓу теоријата и практиката. Во практиката има.“ Сите истражувања на самиот рециклиран агрегат и рециклираниот бетон, без разлика колку и да покажуваат добри резултати, никогаш не се доволни за да доведат до примена на овој материјал, особено не во „конзервативната“ индустрија како што е градежната во која како и во другите области, постои перцепција дека нешто што е „рециклирано“ значи „инфериорно“.

За промена на оваа состојба се потребни економски, еколошки и општествени анализи, стимулативни закони и прописи како и хармонизирани стандарди.

За таа цел истражувачите спроведоа бројни студии за влијанието на рециклираниот бетон на животната средина, пред сè преку таканаречената Life Cycle Assessment (LCA) методологија. Анализирајќи ги сите фази од животот на бетонот, јасно е дека користењето на локално достапниот бетонски отпад претставува заштеда на ресурси и доведува до намалување на емисиите на јаглеродниот диоксид. Доколку при одлучувањето земеме предвид повеќе параметри, како што се економските, еколошките и општествените барања, јасно ги гледаме различните предности кои ги донесува употребата на овој материјал.

Бројни студии исто така ги идентификуваа и законите и прописите кои можат да ги стимулираат производството и потрошувачката на рециклираниот бетон: зголемување на таксите на екстрацијата на природниот агрегат, зголемување на таксите за одложување отпад од градење и рушење како и субвенционирање на рециклажните постројки на краток рок.

Она што исто така е важно е да се стимулира примената на рециклираниот агрегат токму во бетонот зашто до денес речиси исклучиво се користи за подлоги за патишта. Меѓутоа, користењето материјал добиен со рециклирање бетон за подлога на патишта е таканаречено „downcycling“ зашто за нов бетон сè уште ни треба природен агрегат. За да се спречи ова и рециклираниот агрегат да се примени во бетон, на градежните инженери им се потребни прописи за проектирање конструкции кои го земаат предвид овој материјал.

Овој сон најпосле станува реалност зашто во тек е донесување на новиот европски пропис за проектирање бетонски конструкции Еврокод 2 - хармонизиран пропис кој ќе вклучува одредби за рециклиран бетон.

Следни чекори

И покрај тоа што рециклираниот бетон полека го напушта доменот на истражувањата и преминува во практика, работата на истражувачите не престанува. Во рамки на Меѓународната федерација за бетонски конструкции, работната група 4.7 подготвува обемен билтен кој на едно место ќе ги резимира и собере сите моментални знаења за новиот материјал, за да им ја олесни неговата примена на инженерите.

Исто така во тек се и нови истражувања. На пример, во рамки на европскиот проект GREEN-FRC на Политехничкиот универзитет Каталонија се истражуваат конструкции од рециклиран бетон со нови видови арматура - полимерни влакна (macro-synthetic fibre reinforced concrete), арматурни шипки од таканаречени полимери зајакнати со влакна (fibre reinforced polymer), текстили (textile reinforced concrete), како и 3Д печатени бетони (3D printed concrete).

На крајот

На крајот сепак нема крај. Усовршувањето на материјалите и конструкциите е постојан процес на кој мораме упорно да работиме. Во Шпанија има изрека „sin prisa pero sin pausa“, односно без брзање но без запирање. Така и во областа на рециклираниот бетон - не ни требаат ненадејни одлуки но мораме постојано да работиме заради подобра, побезбедна и почиста иднина.