Recyklácia stavebných materiálov je dôležitý nástroj na zachovanie udržateľného rozvoja a možný kompromis medzi ekonomickým rastom a ochranou životného prostredia. V súčasnosti treba riešiť otázku úspory energetických prírodných a surovinových zdrojov. Klasické prírodné zdroje sa čoraz viac zmenšujú a, naopak, skládky s priemyselným odpadom sa zväčšujú, zaberajú pôdu a ničia životné prostredie. Je nevyhnutné zaoberať sa problematikou úspory prírodného stavebného materiálu pri výstavbe a rekonštrukcií cestnej siete a nahrádzať ho druhotným odpadom. Pri návrhu hydraulicky stmelených zmesí je možné používanie rôznych druhov recyklátov ako kvalitnej náhrady za prírodné zdroje kameniva.

Materiály použiteľné v konštrukcii vozoviek a v zemnom telese

Pri správnom spôsobe a mieste použitia recyklovaných stavebných materiálov, ktoré vznikli z odpadov alebo ako vedľajšie výrobné produkty, sú väčšinou porovnateľné kvalitou so súčasne použiteľnými štandardnými prírodnými materiálmi. Na použitie v konštrukcii vozovky možno navrhnúť betónový recyklát, asfaltový recyklát, recyklát, ktorý vznikol z konštrukcií vozoviek, zmesný recyklát a ako najvhodnejší R-materiál. R-materiál získame frézovaním asfaltových vrstiev krytu, kde sa nachádza viac ako 95 % hmotnosti asfaltových materiálov a maximálne 5 % hmotnosti ostatných recyklovaných materiálov.

Pri výstavbe zemného telesa možno použiť materiály, ktoré vznikli ako „odpad“ pri spaľovaní v tepelných elektrárňach (popolčeky) a použiť ich na zlepšenie vlastností zemného telesa, odolnosti proti namŕzaniu, zhutniteľnosti atď. Ďalšia možnosť na zlepšenie vlastností a kvality podložia je použitie vápna. Pri laboratórnych overeniach sa práve vápno osvedčilo ako vhodnejšie na použitie. Ďalší odpadový materiál použiteľný v konštrukcii vozovky, ale aj v zemnom telese je vysokopecná troska. Jej vlastnosti zodpovedajú kvalitatívnym požiadavkám na cestné stavebné materiály, jedinou podmienkou je ich chemická stálosť.

Použitie betónových recyklátov je prakticky možné v stmelených aj nestmelených podkladových konštrukčných vrstvách. Takisto sa dajú použiť do zmesí stmelených asfaltovým alebo hydraulickým spojivom. Vybúraním alebo vyfrézovaním krytových vrstiev asfaltovej vozovky získavame materiál, ktorý je definovaný ako asfaltový R-materiál. V súčasnosti platí norma [2], ktorá upravuje použitie R-materiálu v konštrukcii vozovky pre asfaltové zmesi, nie však pre zmesi stmelené hydraulickými spojivami. Použitie znovu získaného materiálu asfaltového R-materiálu má mnoho výhod: zvyšovanie kvalitatívnych parametrov zmesi (pevnosť v tlaku, pevnosť v priečnom ťahu), šetrenie prírodných surovinových zdrojov, ekonomické výhody.

Cementom stmelená zmes s R-materiálom

Príspevok je zameraný na použitie asfaltového R-materiálu v zmesiach stmelených cementom, ich návrh a experimentálne overovanie vlastností zmesí.

Cementom stmelená zrnitá zmes CBGM (po ang. cement bound granular mixture) je definovaná ako hydraulicky stmelená zrnitá zmes s kamenivom vymedzenej zrnitosti a s cementom alebo s hydraulickým cestným spojivom typu E zmiešaná takou technikou, ktorá zabezpečí homogenitu zmesi.

V STN EN 14 227-1 [3] uvádza požiadavky na základné materiály a výslednú zmes:

• spojivo: cement musí vyhovovať EN 197-1, v našich podmienkach vyhovuje cement triedy 32,5N, 42,5N a 52,5N (napr. spoločnosť HOLCIM),
• norma kladie požiadavku len na minimálny obsah spojiva v závislosti od maximálnej veľkosti zrna kameniva,
• kamenivo musí vyhovovať EN 13242, môže teristickej pevnosti v prostom tlaku (systém I) po 28 dňoch zrenia skúšobného telesa

Návrh zmesi

Laboratórny návrh hydraulicky stmelenej zmesi spočíva v návrhu zloženia zmesi, v stanovení zhutniteľnosti a pevnosti v tlaku. Bolo navrhnutých niekoľko variantov zmesi CBGM C5/6 , ktoré sa odlišujú rôznym percentuálnym podielom R-materiálu a obsahom spojiva v stavebnej zmesi (tab .1).

Tab. 1 Pevnostné charakteristiky zmesi CBGM

Laboratórne overovanie vlastností

Na výrobu zmesi stmelenej cementom boli použité tieto stavebné materiály:

• kamenivo prírodné, štrkodrvina frakcie 0/32, lom Jabloňové (obr. 1)
• pre kamenivo bola stanovená skúška zrnitosti (STN EN 933-1) a vykreslená čiara zrnitosti,
• vyfrézovaný asfaltový R-materiál (obr. 2)
• tento materiál bol vyfrézovaný z krytu diaľnice D1 a podrobený laboratórnej skúške extrakcie za horúca, čím sa stanovil obsah zostatkového spojiva 5,7 % hmotnosti a skúška zrnitosti, portlandský cement CEM 42,5N podľa EN 197-1,
• voda pitná podľa EN 1008.

Obr. 1 Kamenivo štrkodrvina 0/32

Obr. 2 Vyfrézovaný asfaltový R-materiál