Problematika betonů s recyklovaným plnivem

Abstract

Zásoby přírodního kameniva se v České republice nevyhnutelně snižují z důvodu postupného uzavírání stávajících lomů a dlouhodobého odmítavého postoje k otevírání nových lomů ze strany veřejnosti i státních orgánů. Proto se tato diplomová práce zabývá možnostmi využití recyklovaného kameniva do betonu jako částečné náhrady kameniva přírodního. V teoretické části jsou uvedeny současné legislativní i technologické požadavky na použití tohoto materiálu a popsány jeho mechanické a fyzikální vlastnosti. Zároveň je analyzován současný stav výzkumu a vývoje v oblasti recyklátů do betonu v České republice a jsou prezentovány aplikace tohoto materiálu na konkrétních tuzemských i zahraničních stavbách. Rovněž je představeno rozsáhlé dotazníkové šetření mezi odbornou veřejností, jehož cílem bylo analyzovat současné povědomí stavebních odborníků o možnostech využívání betonu s recyklovaným kamenivem v České republice. V praktické části je provedena LCA analýza pro vybrané betonové konstrukce konkrétního projektu a finanční porovnání použitých betonů. Pro hodnocení životního cyklu betonu s recyklovaným a přírodním kamenivem na tomto projektu byly navrženy tři receptury pro tři typy betonů (C25/30 XC1, C16/20 X0, C16/20 XC1) – s přírodním kamenivem, s částečnou náhradou hrubého kameniva za betonový recyklát a s částečnou náhradou za směsný recyklát (tj. celkem devět receptur). Všechny tři receptury pro beton C25/30 XC1 byly vyrobeny v laboratoři a následně byly provedeny zkoušky ztvrdlého betonu pro porovnání mechanických vlastností betonových směsí s recyklovaným a přírodním kamenivem. Práce popisuje rozsáhlou problematiku využívání betonu s recyklovaným kamenivem a na konkrétních praktických příkladech ověřuje jeho konstrukční, environmentální a finanční dopady při přípravě a realizaci staveb.

Natural aggregate reserves in the Czech Republic are inevitably shrinking due to the gradual closure of existing quarries and the long-term refusal of the public and state authorities to open new quarries. Therefore, this thesis examines the possibilities of using recycled aggregate as a partial substitute for natural aggregate in concrete. In the theoretical part, current legislative and technological requirements for the use of this material are presented and its mechanical and physical properties are described. At the same time, the current state of research and development in the field of recycled aggregates for concrete in the Czech Republic is analysed and the applications of this material are presented in specific domestic and foreign buildings. An extensive questionnaire survey among the professional public is also introduced, whose objective was to analyse the current awareness of civil engineering professionals about the possibilities of using recycled aggregate concrete in the Czech Republic. In the practical part, an LCA analysis is performed for selected concrete structures of a specific project and a financial comparison of the concretes used. For the life cycle assessment of concrete with recycled and natural aggregates in this project, three mixtures were designed for three types of concrete (C25/30 XC1, C16/20 X0, C16/20 XC1) – with natural aggregate, with partial substitution of coarse aggregate for recycled concrete aggregate and with partial substitution for mixed recycled aggregate (that is, nine mixtures in total). The three mixtures for C25/30 XC1 concrete were produced in the laboratory, and then hardened concrete tests were carried out to compare the mechanical properties of the concrete mixtures with recycled and natural aggregates. The thesis describes an extensive issue regarding the use of recycled aggregate concrete and verifies its structural, environmental, and financial impacts on the preparation and construction of buildings, using practical examples.