Source: http://docplayer.cz/47075106-Recyklacni-technologie-a-technicka-zarizeni-pro-vyuziti-stavebnich-odpadu.html
Timestamp: 2018-01-21 03:23:53+00:00
Document Index: 43288064

Matched Legal Cases: ['zákona č. 185', 'zákona č. 183', 'zákona č. 185', 'zákona č. 185', 'zákona č. 183', 'zákona č. 22']

Recyklační technologie a technická zařízení pro využití stavebních odpadů - PDF
Download "Recyklační technologie a technická zařízení pro využití stavebních odpadů"
1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Recyklační technologie a technická zařízení pro využití stavebních odpadů Bakalářská práce Vedoucí práce: Bc. Ing. Zdeněk Konrád, Ph.D. Vypracoval: Jakub Bělunek Brno 2014
2 PROSTOR PRO ZADÁNÍ:
3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Recyklační technologie a technická zařízení pro využití stavebních odpadů vypracoval samostatně za použití pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu použité literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis
4 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou si dovoluji poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce panu Bc. Ing. Zdeňku Konrádovi, Ph.D. za odborné vedení, poskytnuté cenné rady a připomínky při zpracování bakalářské práce a také bych rád poděkoval své rodině za podporu při studiu.
5 ABSTRAKT Bakalářská práce na téma Recyklační technologie a technická zařízení pro využití stavebních odpadů se zabývá problematikou opětovného použití stavebního a demoličního odpadu (SDO) procesem recyklace. V první části této práce jsou objasněny základní pojmy z oblasti recyklace SDO vztahující se k legislativním předpisům. Další části jsou zaměřeny na historii recyklace SDO, zařazení odpadu dle Katalogu odpadů, definici SDO, produkci a také na nakládání s tímto odpadem dle platné legislativy. Pozornost je také věnována recyklátům a jejich možnému využití. Nicméně hlavní částí práce je prezentace technologických procesů a techniky při těchto procesech využívaných. Klíčová slova: recyklace, stavební a demoliční odpad, technologie recyklace, technika, znovuvyužití ABSTRACT The bachelor thesis on the topic of Recycling technology and technical equipment for the use of construction waste deals with issues of reuse of C&D waste through the recycling process. In the first part of this thesis, the basic concepts of recycling C&D waste related to legislative regulations are explained. Other parts focus on the history of recycling C&D waste, waste classification according to The Waste Catalogue, definition of C&D waste, recycling production and also on the waste manipulation of this type of waste according to effective legislation. Attention is also paid to recycled waste materials and their possible use. Nevertheless, main part of this thesis is the presentation of technological processes and techniques used in these processes. Key words: recycling, C&D waste, recycling technology, technique, reusing
6 OBSAH: 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LEGISLATIVA STAVEBNÍCH A DEMOLIČNÍCH ODPADŮ Právní předpisy Legislativa EU Legislativa ČR Základní pojmy vztahující se ke stavebnímu a demoličnímu odpadu Základní pojmy dle zákona o odpadech Základní pojmy dle stavebního zákona Základní pojmy dle vyhlášky o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky o podrobnostech nakládání s odpady PŘEDPOKLADY RECYKLACE STAVEBNÍHO A DEMOLIČNÍHO ODPADU VZHLEDEM K JEJÍMU HISTORICKÉMU VÝVOJI Historie Trvale udržitelný rozvoj Posuzování životního cyklu STAVEBNÍ A DEMOLIČNÍ ODPADY (SDO) Definice SDO Materiálové toky Nakládání se stavebním a demoličním odpadem v ČR Nakládání s SDO v rámci platné legislativy Metodický návod odboru odpadů pro řízení vzniku stavebních a demoličních odpadů a pro nakládání s nimi Produkce SDO Množství využitých SDO Složení SDO Rozdělení SDO podle místa vzniku Analýza materiálové skladby SDO Systém sběru SDO Odvoz SDO Azbest a azbestová vlákna ve SDO RECYKLACE SDO TECHNOLOGIE RECYKLACE SDO Obecný technologický postup Efektivní předtřídění odpadů při demoličních činnostech Provozní systémy recyklace SDO Recyklační procesy SDO Recyklace celých stavebních prvků a dílců Recyklace neúplnou technologií Recyklace železničního kolejového lože Recyklace asfaltových vozovek Recyklace za tepla Recyklace za studena...45
7 8 RECYKLÁTY Betonový recyklát Cihelný recyklát TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ PRO RECYKLACI SDO Recyklační soupravy Mobilní a semimobilní soupravy Stacionární recyklační soupravy Drtiče Čelisťové drtiče Kuželové drtiče Odrazové drtiče Válcové drtiče Drtící mlýny Magnetické odlučovače Třídiče Odhliňovací hrubotřídiče Hrubotřídiče Vibrační třídiče Pračky štěrku a písku Podavače Vibrační podavače Žlabové podavače Článkové podavače Pásové dopravníky DISKUSE Současná situace recyklace SDO v ČR Zahraniční zkušenosti Nelegální nakládání se SDO ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM ZKRATEK PŘÍLOHY...70
8 1 ÚVOD Nejstarší počátky stavitelské činnosti sahají do tak daleké minulosti, že je nelze přesně časově určit. Již v dávných dobách se lidé v průběhu staletí snažili podle svých nepatrných technických možností uspokojit své požadavky na obydlí. S postupem času docházelo k vývoji jak používání přírodních materiálů (kámen, dřevo, hlína), tak i technologií výstavby díky zvyšujícím se nárokům civilizace. Přírodní materiály brzy nahradily pálené cihly a beton. Používání betonu se rychle rozšířilo, až se stal mimořádným stavebním materiálem dneška. Využívání materiálů z asanovaných staveb jako stavebních materiálů pro novou stavbu je možné spatřit již ve středověku, kdy docházelo k rozebírání materiálů z antických staveb. [6] Z rychlého vývoje stavebnictví vyplývá nárůst požadavků na nové zdroje surovin pro stavebnictví. Recyklace SDO patří bezesporu mezi skupinu velice důležitých činností, která po jedné stránce potlačuje tuto potřebu nadměrného zvyšování těžby přírodních surovin pro stavební činnost a po stránce druhé výrazně redukuje objemové množství tohoto odpadu uloženého na skládkách. Využívání stavebního odpadu jako druhotné suroviny je jednou ze zásadních součástí materiálové bilance udržitelného hospodářství a také je nutné z hlediska materiálových toků. Z toho plyne, že takto postavený systém nakládání se surovinami umožní zajistit České republice nutný materiál pro stavebnictví a průmyslovou výrobu a tím omezí závislost na importu surovin. Budoucnost však závisí na zdolání komplexnosti surovinového hospodářství České republiky. 8
9 2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je analyzovat současný stav legislativy ČR v oblasti recyklace SDO a definovat základní pojmy vztahující se k této problematice. V rámci historického vývoje zhodnotit stav součastného nakládání se SDO. Představit přehled dostupné technologie a technického zařízení užívaného v procesu recyklace SDO a jako završení této práce formulovat závěry a předpokládaný směr v oblasti recyklace SDO. 9
10 3 LEGISLATIVA STAVEBNÍCH A DEMOLIČNÍCH ODPADŮ Legislativa České republiky se podrobně věnuje pravidlům nakládání se stavebním odpadem a jeho následnou recyklací. Pro běžného občana platí, že stavební suť nebo jiný stavební odpad v žádném případě nesmí být odstraňován prostřednictvím běžných kontejnerů určených pro SKO. Tuto činnost provádějí výhradně sběrné dvory nebo specializované firmy. Správný postup pro běžného občana je odvoz stavebního odpadu na sběrný dvůr, případně objednání odvozu specializovanou firmou. Stavební odpad je dále dle legislativy tříděn a recyklován, ať již přímým opakovaným použitím nebo po zpracování jako druhotná surovina při stavební výrobě. [22] 3.1 Právní předpisy Přehled důležitých zákonů, nařízení vlády a vyhlášek vztahující se k dané záležitosti ve znění pozdějších předpisů Legislativa EU Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 98/2008/ES o odpadech Legislativa ČR Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, v platném znění. Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 360/1992 Sb., o výkonu povolání autorizovaných architektů a o výkonu povolání autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě. Zákon č.455/1991 Sb., o živnostenském podnikání (živnostenský zákon). Zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví, ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovněprávních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy (zákon o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci). Zákon č. 102/2001 Sb., o obecné bezpečnosti výrobků a o změně některých zákonů. Zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí, v platném znění. 10
11 Zákon č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, v platném znění. Zákon č. 76/2002 Sb., o integrované prevenci a omezení znečištění, o integrovaném registru znečišťování a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o integrované prevenci), ve znění posledních předpisů. Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 350/2011 Sb., o chemických látkách a chemických směsích a o změně některých zákonů (chemický zákon). Nařízení vlády č. 312/2005 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební materiály. Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci. Nařízení vlády č. 197/2003 Sb. o Plánu odpadového hospodářství České republiky. Vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 381/2001 Sb., kterou se stanoví Katalog odpadů, Seznam nebezpečných odpadů a seznamy odpadů a států pro účely vývozu, dovozu a tranzitu odpadů a postup při udělování souhlasu k vývozu, dovozu a tranzitu odpadů (Katalog odpadů). Vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady. Vyhláška Ministerstva životního prostředí a Ministerstva zdravotnictví č. 376/2001 Sb., o hodnocení nebezpečných vlastností odpadů. Vyhláška č. 526/2006 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení stavebního zákona ve věcech stavebního řádu. Vyhláška 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby. Vyhláška č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, ve znění pozdějších předpisů. Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 432/2003 Sb., kterou se stanoví podmínky pro zařazování prací do kategorií, limitní hodnoty ukazatelů biologických expozičních testů a náležitosti hlášení prací s azbestem a biologickými činiteli. 11
12 Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 394/2006 Sb., kterou se stanoví práce s ojedinělou a krátkodobou expozicí azbestu a postup při určení ojedinělé a krátkodobé expozice těchto prací. Vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 384/2001 Sb., o nakládání s PCB. Vyhláška č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb. Metodický pokyn odboru odpadů č. 9/2003 k nakládání s odpady ze stavební výroby a s odpady z rekonstrukcí a odstraňování staveb, Věstník MŽP č. 9/2003. Metodický návod odboru odpadů č. 3/2008 pro řízení vzniku stavebních a demoličních odpadů a pro nakládání s nimi, Věstník MŽP č. 3/2008. Surovinová politika v oblasti nerostných surovin a jejich zdrojů - schválená usnesením vlády ČR č. 1311/1999. ČSN EN Charakterizace odpadů - Vzorkování odpadu - Zásady přípravy programu vzorkování a jeho použití. ČSN EN Charakterizace odpadů - Vyluhování - Ověřovací zkouška vyluhovatelnosti zrnitých odpadů a kalů. Metodický pokyn MŽP pro zpracování Základního popisu odpadu, Věstník Ministerstva životního prostředí, únor 2007, ročník XVII, částka 2. 12
13 3.2 Základní pojmy vztahující se ke stavebnímu a demoličnímu odpadu Základní pojmy dle zákona o odpadech Dle zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, v platném znění jsou uvedeny tyto pojmy: Odpad - je každá movitá věc, které se osoba zbavuje nebo má úmysl nebo povinnost se jí zbavit a přísluší do některé ze skupin odpadů uvedených v příloze č. 1 tohoto zákona. Některé druhy odpadu přestávají být odpadem, jestliže poté, co byl odpad předmětem některého ze způsobů využití, splňuje tyto podmínky: a) věc se běžně využívá ke konkrétním účelům, b) pro věc existuje trh nebo poptávka, c) věc splňuje technické požadavky pro konkrétní účely stanovené zvláštními právními předpisy nebo normami použitelnými na výrobky, d) využití věci je v souladu se zvláštními právními předpisy a nepovede k nepříznivým dopadům na životní prostředí nebo lidské zdraví, e) věc splňuje další kritéria, pokud jsou pro určitý typ odpadu stanovena přímo použitelným předpisem EU. Nebezpečný odpad - odpad vykazující jednu nebo více nebezpečných vlastností uvedených v příloze č. 2 k tomuto zákonu. Odpadové hospodářství - činnost zaměřená na předcházení vzniku odpadů, na nakládání s odpady a na následnou péči o místo, kde jsou odpady trvale uloženy, a kontrola těchto činností. Zařízení - technické zařízení, místo, stavba nebo část stavby. Nakládání s odpady - shromažďování, sběr, výkup, přeprava, doprava, skladování, úprava, využití a odstranění odpadů. Shromažďování odpadů - krátkodobé soustřeďování odpadů do shromažďovacích prostředků v místě jejich vzniku před dalším nakládáním s odpady. Skladování odpadů - přechodné soustřeďování odpadů v zařízení k tomu určeném po dobu nejvýše 3 let před jejich využitím nebo 1 roku před jejich odstraněním. Úprava odpadů - každá činnost, která vede ke změně chemických, biologických nebo fyzikálních vlastností odpadů (včetně jejich třídění) za účelem umožnění 13
14 nebo usnadnění jejich dopravy, využití, odstraňování nebo za účelem snížení jejich objemu, případně snížení jejich nebezpečných vlastností. Opětovné použití - postupy, kterými jsou výrobky nebo jejich části, které nejsou odpadem, znovu použity ke stejnému účelu, ke kterému byly původně určeny. Využití odpadů - činnost, jejímž výsledkem je, že odpad slouží užitečnému účelu tím, že nahradí materiály používané ke konkrétnímu účelu, a to i v zařízení neurčeném k využití odpadů podle 14 odst. 2, nebo že je k tomuto konkrétnímu účelu upraven; v příloze č. 3 k tomuto zákonu je uveden příkladný výčet způsobů využití odpadů. Materiálové využití odpadů - způsob využití odpadů zahrnující recyklaci a další způsoby využití odpadů jako materiálu k původnímu nebo jiným účelům, s výjimkou bezprostředního získání energie. Recyklace odpadů - jakýkoliv způsob využití odpadů, kterým je odpad znovu zpracován na výrobky, materiály nebo látky pro původní nebo jiné účely jejich použití, včetně přepracování organických materiálů; recyklací odpadů není energetické využití a zpracování na výrobky, materiály nebo látky, které mají být použity jako palivo nebo zásypový materiál. Zpracováním odpadů - využití nebo odstranění odpadů zahrnující i přípravu před využitím nebo odstraněním odpadů. Pověřená osoba - PO nebo FO pověřená MŽP nebo MZ k hodnocení příslušných nebezpečných vlastností odpadu. Pověřená osoba je také osobou oprávněnou k odběru vzorku odpadu pro hodnocení jeho nebezpečných vlastností Základní pojmy dle stavebního zákona Dle zákona č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) ve znění pozdějších předpisů jsou uvedeny tyto pojmy: Stavebník - osoba, která pro sebe žádá vydání stavebního povolení nebo ohlašuje provedení stavby, terénní úpravy nebo zařízení, jakož i její právní nástupce, a dále osoba, která stavbu, terénní úpravu nebo zařízení provádí, pokud nejde o stavebního podnikatele realizujícího stavbu v rámci své podnikatelské činnosti; stavebníkem se rozumí též investor a objednatel stavby. Stavební podnikatel - osoba oprávněná k provádění stavebních nebo montážních prací jako předmětu své činnosti podle živnostenského zákona. 14
15 Stavební dozor - odborný dozor nad prováděním stavby svépomocí vykonávaný osobou, která má vysokoškolské vzdělání stavebního nebo architektonického směru nebo střední vzdělání stavebního směru s maturitní zkouškou a alespoň 3 roky praxe při provádění staveb. Projektant - FO oprávněná k vybraným činnostem podle zvláštního právního předpisu. Stavby dopravní infrastruktury - stavby pozemních komunikací, drah, vodních cest, letišť apod. a s nimi související zařízení. Stavbyvedoucí - osoba, která zabezpečuje odborné vedení provádění stavby a má pro tuto činnost oprávnění podle zvláštního právního předpisu Základní pojmy dle vyhlášky o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky o podrobnostech nakládání s odpady Dle vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, ve znění pozdějších předpisů jsou uvedeny tyto pojmy: Odpad z azbestu - nebezpečné odpady katalogových čísel , , , , , , , , , , , pokud nebezpečnou látkou, kterou obsahují, je azbest. Recyklát ze stavebního a demoličního odpadu - materiálový výstup ze zařízení k využívání a úpravě stavebních a demoličních odpadů kategorie ostatní odpad a odpadů podobných stavebním a demoličním odpadům, spočívající ve změně zrnitosti a jeho roztřídění na velikostní frakce v zařízeních k tomu určených (recyklačních linkách), který může být uváděn na trh jako výrobek v souladu s jinými právními předpisy nebo využit jako upravený odpad v souladu s touto vyhláškou. 15
16 4 PŘEDPOKLADY RECYKLACE STAVEBNÍHO A DEMOLIČNÍHO ODPADU VZHLEDEM K JEJÍMU HISTORICKÉMU VÝVOJI 4.1 Historie Vývoj recyklace stavebního a demoličního odpadu, tak jak je známa dnes, se dostal do popředí až po druhé světové válce v roce Rozvoj recyklačních procesů byl veden díky velkému množství tohoto odpadu ze zničených měst a hlavně potřeba nové výstavby. Od té doby bylo provedeno mnoho zkoušek ověřování vlastností jak recyklátů, tak i produktů z nich vyrobených. Otázkám znovuvyužití odpadů se věnuje velká pozornost na celém světě, přičemž odpadové hospodářství je poměrně mladou, avšak dynamicky se rozvíjející oblastí národního hospodářství neboť opětovné využívání stavebního odpadu je nutností pro zachování rovnováhy životního prostředí. Průmyslově a ekonomicky vyspělé země se začaly zabývat odpadovým hospodářstvím intenzivně teprve ve 20. až 30. letech. Vhodností recyklovaného kameniva pro stavební výrobu se započalo v tehdejší Československé republice okolo roku Fyzicky je tento problém řešen až o deset let později. Z původního ekologického nadšení pár jedinců se postupem času stal stavební obor, který přinesl nejen zlepšení životního prostředí, ale také možnost zajímavých podnikatelských aktivit. První zákon o odpadech v ČR vznikl až v roce 1991 (zákon č. 238/1991 Sb., o odpadech). Před rokem 1991 nebylo nakládání s odpady v ČR na legislativní úrovni nijak kontrolováno ani řízeno a s výjimkou tzv. druhotných surovin nebylo ošetřeno žádným složkovým předpisem. Od roku 2004 je naše legislativa ovlivňována především předpisy Evropské unie, jejímž jsme od tohoto roku členem. Produkované odpady součastnou společností neustále narůstají a proto je třeba se zabývat problémem a otázkou, jak je ekologicky odstraňovat. Existují jen dvě možná řešení, a to odpady ukládat na bezpečné skládky nebo je smysluplně využívat v podobě recyklovaného materiálu. Využití stavebního a demoličního odpadu v podobě recyklovaného kameniva pro novou výstavbu je jedním z hlavních požadavků vládou vydaného Plánu odpadového hospodářství. Zároveň se jedná o základní podmínku v rámci výstavby dle principů trvale udržitelného rozvoje společnosti. [6] 16
17 4.2 Trvale udržitelný rozvoj Stavebnictví, jakožto většina oborů lidské činnosti souvisí se zajištěním trvale udržitelného rozvoje. Zhodnotí-li se objem používaného betonu, množství realizovaných betonových staveb a k tomu následná spotřeba energií a primárních surovin, je celkový vliv betonových konstrukcí na stav životního prostředí velmi významný. Stavebnictví patří mezi hlavní spotřebitele materiálových a energetických zdrojů a významné znečišťovatele životního prostředí a to nejen ve fázi realizace, ale po celou dobu životnosti stavby. Z množství realizovaných betonových konstrukcí v současnosti i budoucnosti se nabízí vysoký potenciál pro možné snížení celkové environmentální zátěže za předpokladu uplatnění nových environmentálně příznivých přístupů ve všech fázích životního cyklu staveb. Recyklace, která se dnes již dá označit za vědní obor, má nejen možnou, ale nevyhnutelnou budoucnost pro trvale udržitelný rozvoj společnosti. [5] Pojem udržitelný rozvoj byl poprvé použit světovou komisí pro životní prostředí a rozvoj - OSN v roce V roce 1992 byla při klíčové konferenci OSN o životním prostředí a rozvoji v Rio de Janeiro přijata Agenda 21 pro udržitelnou výstavbu obsahující rámcová východiska pro zajištění trvale udržitelného rozvoje v celosvětovém měřítku. Což znamená zavádění technologií, které jsou šetrné k přírodě, mají nižší nároky na materiály i energie a propagují recyklaci materiálů. [5] Ve stejném roce se principy týkající se zajištění trvale udržitelného rozvoje dostávají i do našeho Zákona o životním prostředí č. 17/1992 Sb., kde se v 6 uvádí: Trvale udržitelný rozvoj společnosti je takový rozvoj, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich základní životní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů. [29] Nový přístup spočívá v návrhu konstrukčního materiálu a prvku s předem definovanými vlastnostmi tak, aby optimálně plnil funkční požadavky v rámci předpokládaného působení v konkrétní konstrukci v průběhu celé životnosti (tzn., musí zahrnovat optimalizaci všech součástí v podstatných fázích životního cyklu). Podmínkou pro dosažení uvedených parametrů je integrace složek materiálového, konstrukčního a environmentálního návrhu do jednoho návrhového procesu. Na obrázku č. 1 jsou znázorněny jednotlivé fáze životního cyklu integrovaného návrhu konstrukce. [5] 17
18 Koncepční přístup Konstrukční návrh Výstavba Provoz Údržba Rekonstrukce Demolice Recyklace Obr. č. 1 Integrovaný přístup k návrhu konstrukce v souladu s trvale udržitelným rozvojem [5] I když recyklace zaujímá poslední místo ve fázi životního cyklu, tvoří vstupní bod do nového koloběhu konstrukce. Hodnocení životního cyklu slouží k regulaci a snižování dopadů výrobků na životní prostředí. Vliv trvale udržitelného rozvoje v komplexním pojetí v sobě zahrnuje soubory kritérií, které lze rozdělit do tří oblastí: kvalita životního prostředí, ekonomická efektivita a omezení, sociální a kulturní souvislosti. Tradiční přístup ve stavebnictví přitom vychází ze základních kritérií: náklady, kvalita a čas. [5] 18
19 4.3 Posuzování životního cyklu V rámci trvale udržitelného rozvoje se na posuzování životního cyklu využívá metoda Life Cycle Assessment (dále jen LCA), jejíž funkcí je porovnávání environmentálních dopadů produktů, hmatatelných výrobků či služeb, s ohledem na celý jejich životní cyklus, tzv. od kolébky do hrobu. Uvažovány jsou emise do všech složek životního prostředí během procesu výroby, užívání i odstraňování produktu. Zahrnovány jsou rovněž přídavky procesů získávání potřebných surovin, výroby materiálů a energie, pomocných procesů nebo subprocesů. Metoda LCA má danou strukturu a provádí se podle mezinárodních norem řady ISO Tuto metodu lze charakterizovat jako shromažďování a vyhodnocování vstupů, výstupů a možných dopadů na životní prostředí výrobkového systému během celého životního cyklu. Tudíž je třeba vyhodnotit i fázi recyklace a její vliv na životní prostředí v rámci celého životního cyklu. Vypracování LCA studie je nutné pro vypracování projektové dokumentace podle ISO 15643, 15804, a Udržitelnost staveb. Metodika LCA sestává ze 4 hlavních fází: 1) definice cílů a rozsahu, 2) inventarizační analýza, 3) hodnocení dopadů, 4) interpretace životního cyklu. [32] 5 STAVEBNÍ A DEMOLIČNÍ ODPADY (SDO) Stavební a demoliční odpady (dále SDO) představují v zemích EU i v ČR velmi významný podíl na celkové produkci odpadů (cca 22 až 25 %). Protože se zároveň jedná i o významný zdroj druhotných surovin, bylo nakládání s nimi specifikováno i v Plánu OH ČR, kde se stanovuje jejich využití do konce roku 2005 na hodnotu 50 % a do konce roku 2012 na 75 % hmotnosti, což bylo splněno již v roce 2005, kdy se podařilo využít na 85 % těchto odpadů. Tomu jsou podřízeny následně i Plány OH jednotlivých krajů. Na Plán OH ČR úzce navazují i realizační programy pro nakládání s jednotlivými odpady, mezi něž patří i Realizační program pro stavební a demoliční odpady. Jeho zpracováním byla pověřena Asociace pro rozvoj recyklace stavebních materiálů v ČR (ARSM) a jeho návrh byl dokončen ke konci roku [7] 19
20 5.1 Definice SDO Stavební a demoliční odpad není definován přímo v základních pojmech v 4 zákona č. 185/2001 Sb. o odpadech a změně některých dalších zákonů, v platném znění, avšak lze říci, že se jedná o odpad vznikající při zřizování, údržbě, rekonstrukcích a odstraňování staveb, vymezený skupinou 17 Katalogu odpadů (příloha č. 1). [27] Jednotlivé podskupiny jsou tvořeny těmito odpady: beton, cihly, tašky a keramika, dřevo, sklo a plasty, asfaltové směsi, dehet a výrobky z dehtu, kovy (včetně jejich slitin), zemina (včetně vytěžené zeminy z kontaminovaných míst), kamení a vytěžená hlušina, izolační materiál a stavební materiál s obsahem azbestu, stavební materiál na bázi sádry, jiné stavební a demoliční odpady. [6] 5.2 Materiálové toky Na našem území je recyklací myšleno především zpracování minerálních stavebních odpadů. Jde o minerální anorganické materiály většinou inertní povahy, bez nebezpečných vlastností, u kterých nedochází k žádné významné fyzikální, chemické nebo biologické přeměně. Jedná hlavně o tyto materiály: beton, cihelné zdivo, ocelová výztuž a jiné prvky z oceli, malta, sádrové materiály, dřevo, plasty, papír, asfalt a další. Dle povahy stavebních a demoličních prací může SDO zahrnovat až 2/3 zeminy a hornin. Náležité třídění stavebního a demoličního odpadu podle svého složení je v kompetenci recyklačních středisek. Stavební a demoliční odpad, který může být využit opakovaně, pochází z nadzemních staveb, podzemního stavitelství, inženýrských konstrukcí, jakožto i z demolicí doprovodných objektů, mezi které se řadí silnice, chodníky, parkovací plochy, letištní plochy nebo dálniční síť. Sledování materiálových toků SDO je nezbytné pro nastavení systému jejich následného využití. V České republice je množství produkovaných stavebních a demoličních odpadů v recyklačních zařízeních sledováno jednak organizací ARSM, Ministerstvem životního prostředí, pro něž spravuje od roku 2007 data CENIA pomocí ISOH. [6] 20
21 5.3 Nakládání se stavebním a demoličním odpadem v ČR Hlavním zdrojem pro výrobu recyklovaných stavebních minerálních materiálů jsou stavební a demoliční odpady. Jejich evidovaná množství a způsob nakládání s nimi by měly v sobě také odrážet vliv produkce stavební výroby i legislativní změny související s nakládáním se stavebními a demoličními odpady. [14] Nakládání s SDO v rámci platné legislativy Z pohledu legislativy je nakládání se stavebním a demoličním odpadem upraveno zákonem č. 185/2001 Sb., o odpadech, v platném znění. V důsledku přijetí tohoto zákona došlo v České republice k důležitým změnám a zřetelnému posunu v nakládání s SDO. K pozitivům zákona o odpadech v oblasti recyklace stavebního a demoličního odpadu patří obzvlášť: povinnost předcházení vzniku odpadů ( 10, odst. 1-3), 10. odst. 1 - každý má při své činnosti nebo v rozsahu své působnosti povinnost předcházet vzniku odpadů, omezovat jejich množství a nebezpečné vlastnosti; odpady, jejichž vzniku nelze zabránit, musí být využity, případně odstraněny způsobem, který neohrožuje lidské zdraví a životní prostředí a který je v souladu s tímto zákonem a se zvláštními právními předpisy. s odpady lze nakládat pouze v zařízeních, která jsou k nakládání s odpady podle tohoto zákona určena ( 12, odst. 2), k převzetí odpadu do svého vlastnictví je oprávněna pouze právnická osoba nebo fyzická osoba oprávněná k podnikání, která je provozovatelem zařízení k využití nebo odstranění ( 12, odst. 3), původce odpadů je povinen zajistit přednostní využití odpadů v souladu s 9a ( 16, odst. 1, písm. b), původce je povinen odpady, které sám nemůže využít nebo odstranit v souladu s tímto zákonem, převést do vlastnictví pouze osobě oprávněné k jejich převzetí podle 12, odst. 3, a to bud přímo, nebo prostřednictvím k tomu zřízené právnické osoby ( 16, odst. 1, písm. c), provozovatel zařízení ke sběru nebo výkupu odpadů je povinen zajistit přednostní využití odpadů v souladu s 9a ( 18, odst. 1, písm. b). [28] 21
22 V příloze č. 3 zákona o odpadech se vyskytují Způsoby využívání odpadů, kde je pod kódem R5 zobrazena Recyklace/znovuzískání ostatních anorganických materiálů. Recyklace je tedy dle zákona o odpadech považována za jeden ze způsobů využívání odpadů Metodický návod odboru odpadů pro řízení vzniku stavebních a demoličních odpadů a pro nakládání s nimi Tento metodický návod uskutečňuje usnesení vlády České republiky č. 18/2005 ze dne 5. ledna 2005 o opatření č. 1.3 k provedení nařízení vlády č. 197/2003 Sb., o Plánu odpadového hospodářství ČR, a o spoluúčasti jednotlivých ministerstvech na jejich plnění a je vydáván s cílem: omezit množství nebezpečných odpadů vznikajících při zřizování staveb, jejich údržbě, změnách dokončených staveb (stavební úpravy, přístavby a nástavby) a odstraňování staveb (dále jen stavební a demoliční odpady ), sloučit postup přiřazování kategorie odpadu (nebezpečný nebo ostatní odpad) u vznikajících SDO v souladu s 6 zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech, zabezpečit přednostní využívání SDO a jednotně omezit podmínky pro přejímku odpadů do zařízení k jejich využívání, minimalizovat riziko při nakládání se SDO. Jednou ze základních povinností stanovených osobám odpovídajícím za přípravu a provádění staveb podle stavebního zákona č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) je ochrana životního prostředí a zdraví lidí, která je mimo jiné vázána na předcházení vzniku a řádné nakládání s odpady vznikajícími při stavebních činnostech souvisejících s uskutečňováním nových staveb a zejména se změnami dokončených staveb a odstraňováním staveb. Jestliže budou doporučené postupy Metodického návodu při přípravě dokumentace staveb a jejich provádění odpovědnými osobami (projektantem, autorizovaným inspektorem, stavebníkem, stavbyvedoucím, stavebním dozorem apod.) dodržovány, směřují k vysoké úrovni ochrany zdraví lidí při nakládání s odpady a ke snížení rizika znečišťování nebo ohrožení životního prostředí. [25] 22
23 5.3.3 Produkce SDO Informace týkající se skutečných objemů produkce materiálů vhodných pro recyklaci by měly být jedním z hlavních východisek jak při realizaci Surovinové politiky druhotných surovin ČR, tak i Plánu odpadového hospodářství ČR. Získání důležitých informací avšak není jednoduché. V uplynulých jedenácti letech se prokázalo, že správná analýza materiálových toků je v této oblasti takřka nemožná (důvody tohoto problému jsou podrobněji popsány níže). V tabulce č. 1 jsou uvedeny hodnoty produkce hlavních proudů ve stavebních a demoličních odpadech, které vycházejí z databáze ISOH (zpravované Českou informační agenturou životního prostředí CENIA). Tab. č. 1 Produkce vybraných SDO v ČR letech , [31] skupina odpad rok 2008 rok 2009 rok 2010 rok 2011 rok 2012 [10 6 kg] [10 6 kg] [10 6 kg] [10 6 kg] [10 6 kg] Beton, cihly, tašky a keramika Beton Cihly Tašky a keramické výrobky Směsi neuvedené pod č Asfaltové směsi, dehet a výr. z dehtu Asfalt. směsi neuvedené pod č Zemina (včetně vytěžené zeminy z kont. míst), kamení a vytěžená hlušina Zem. a kam. neuvedené pod č Vyt. hlušina neuvedená pod č Štěrk ze železničního svršku neuvedený pod číslem Izol. a staveb. materiály s azbestem Stavební materiál na bázi sádry Jiné stavební a demoliční odpady Sm. SDO neuv. pod č , 02, CELKEM z toho [10 6 kg] z celkového SDO činí [%] 25% 27% 27% 30% 33% 23
24 Poslední dva řádky tabulky znázorňují hmotnostní a procentuální zastoupení vzniklých SDO, které jsou přednostně využívány pro recyklaci stavebních materiálů ( ). V porovnání produkce jednotlivých druhů odpadů je v uvedených pěti letech výskyt přibližně konstantní s výjimkou proměnlivého množství vykázanou skupinou odpadů (zemina, kamení a vytěžená hlušina). Jak již bylo uvedeno výše, objemy produkce SDO a z nich vyrobených recyklátů je velmi obtížné přesněji stanovit. Jedním z prvořadých důvodů lze spatřovat zvláště v tom, že oficiální Informační databáze odpadového hospodářství (ISOH) nemůže obsahovat všechna data. Tento problém je způsoben hlavně tím, že evidované údaje o produkci odpadů a způsobech nakládání s nimi v oblasti recyklace SDO jsou pro produkci recyklátů a z nich vyrobených pouze jedním ze vstupujících materiálových proudů do této činnosti (protože neevidují recyklaci stavebních materiálů, které nepatří do režimu nakládání s odpady - jejich vlastník je po recyklaci opět sám využije). Jedná se obzvlášť o výrobu recyklátů v místě demolice nebo stavby, pokud tyto nemění svého majitele a proto i materiál vstupující do procesu recyklace nelze nazývat odpadem (dle zákona o odpadech). Takto zpracované (již nejméně jednou použité) inertní minerální materiály ani recykláty z nich vyrobené zpravidla neprocházejí databází ISOH. Přitom se jedná o podstatné produkované objemy. [10] Množství využitých SDO Evidence množství vyrobeného recyklovaného materiálu (recyklovaných inertních minerálních odpadů) je v podstatě ještě méně kvalitní než sledovaná produkce SDO. Rozhledu v této oblasti určitě také neprosperují neustálé novelizace zákona o odpadech (jen za roky 2011 a 2013 jich bylo deset). Do statistik nebyly úmyslně zahrnuty odpady skupiny (dřevo, sklo a plasty), (kovy včetně jejich slitin) a (izolační materiál a stavební materiál s obsahem azbestu). V ostatních případech se totiž jedná o materiální suroviny, které představují možnost využití jako náhrady za inertní minerální suroviny, tj. štěrkopísky a stavební kámen. Dle zkušeností ARSM z vlastního šetření ( ) bylo prokázáno, že produkce recyklátů z SDO je v databázi ISOH zastoupena jen cca 50% (dle jednotlivých skupin odpadů), zbývajících 50% jde mimo tuto databázi. Druhotné suroviny jsou klasifikovány do 21 skupin, mezi nimiž se vyskytuje skupina nazývána stavební hmoty. 24
25 Množství této skupiny bylo za rok 2011 vykazováno ve výši kg, což je cca o 20% vyšší, než je udávané množství v daném období databází ISOH. Tato skutečnost ukazuje na nepřesný a nejasný systém vykazování nakládání se stavebním a demoličním odpadem a produkce recyklátů z nich vyrobených, který se obdobně bohužel vyskytuje i v některých členských státech EU. V tabulce č. 2 jsou uvedeny hodnoty produkce recyklovaného materiálu, které vycházejí z databáze ISOH (zpravované Českou informační agenturou životního prostředí CENIA). [14] Tab. č. 2 Produkce recyklátů v letech ( způsob využití odpadů R5), [31] skupina odpad rok 2008 rok 2009 rok 2010 rok 2011 rok 2012 [10 6 kg] [10 6 kg] [10 6 kg] [10 6 kg] [10 6 kg] Beton, cihly, tašky a keramika Beton Cihly Tašky a keramické výrobky Směsi neuvedené pod č Asfaltové směsi, dehet a výr. z dehtu Asfalt. směsi neuvedené pod č Zemina (včetně vytěžené zeminy z kont. míst), kamení a vytěžená hlušina Zem. a kam. neuvedené pod č Vyt. hlušina neuvedená pod č Štěrk ze železničního svršku neuvedený pod číslem Stavební materiál na bázi sádry Jiné stavební a demoliční odpady Sm. SDO neuv. pod č , 02, CELKEM míra recykl., využití a skládkování [%] 19,1% 16,8% 16,3% 20,0% 24,5% z toho [10 6 kg] dtto z celkového množství činí [%] 55,4% 43,1% 44,7% 48,1% 50,6% 25
26 5.4 Složení SDO SDO obsahuje cca 20 % dřeva, 10 % omítky, 5 % kovů, 45 % cihel a betonu a až 20 % plastů a ostatních materiálů (vápenopískové materiály, malta, lehké drobné desky, železobeton, písek, smola, barvy a lepidla, ale i kaučukové produkty). Složení stavebního odpadu závisí na charakteru stavby, užité technologii a stavebních materiálech a kolísá ve značně širokých mezích. V zemích EU se uvádí, že cca % odpadu bylo opět využito jako stavebního materiálu nebo recyklováno, zatím co v ČR tato hodnota nepřesahuje 10 až 15 %. [7] To znamená, že více jak polovina SDO se ukládá na skládkách nebo odstraňuje ve spalovnách komunálního odpadu, protože tento trend rovněž převládá u komunálního odpadu. [8] 5.5 Rozdělení SDO podle místa vzniku Skupina stavebních a demoličních odpadů je docela široká. Při základním rozdělení mohou být identifikovány čtyři hlavní zdroje: terénní úpravy (zemina z výkopů) 65-75%, demolice a úpravy liniových staveb (vozovek) 10-15%, demolice budov (stavební sutě) 5-20%, staveniště (odpad ze stavenišť novostaveb a rekonstrukcí) 5-15%. [16] SDO 10% 15% 10% 65% terénní úpravy demolice a úpravy liniových staveb demolice budov staveniště Obr. č. 2 Základní struktura stavebního a demoličního odpadu [8] 26
27 Procentuální podíly uvedených rozdělení odpadu jsou odlišné podle daných urbanizovaných a industrializovaných oblastí. Určování množství stavebního odpadu vychází z technologie výstavby, stáří demolovaných objektů a hustoty zástavby. [16] Terénní úpravy - při terénních a výkopových pracích vzniká velké množství heterogenních odpadů, ve kterém převažuje výkopová zemina. V poměrně malém množství obsahuje i kámen, vegetaci a některé jiné umělé materiály jako je beton, zdivo a navážka. V kategorii stavebního a demoličního odpadu tento typ výrazně převažoval. Demolice a úpravy liniových staveb - materiály vznikající při demolicích, rekonstrukcích nebo jiných úpravách vozovek silnic a dálnic a podobných ploch (parkoviště, chodníky) představují velice homogenní a čistou kategorii. Demolice budov - je tvořen veškerým odpadem, který při demolicích vzniká. Převažují zde minerální materiály, jejichž druh může být různý (nejčastěji cihly, tvarovky, beton, betonové prefabrikáty, kámen ale také dřevo či kovy). Rovněž zahrnuje veškeré vedení (elektrorozvody, voda, plyn, kanalizace atd.) i vybavení a zařízení interiéru, které nebylo před demolici odstraněno. Ze všech čtyř kategorií stavebního a demoličního odpadu nejvíce odpovídá konveční představě o stavebním odpadu. Staveniště - odpad vznikající na staveništi může být rozdělen do třech zdrojů: 1. poškozené, zničené a kontaminované materiály, 2. nadbytečný materiál dovezený na staveniště (beton), který se nevyplatí opětovně zpracovávat a meziprodukty a polotovary (cement, omítkové směsi) různým způsobem ztracené při zpracování, 3. obaly, pracovní nástroje, obaly stavební chemie aj. [8] V České republice není známo, že by existovala studie, která by odhadovala množství staveništních odpadů. Zdá se však, že může být překvapivě velké. Nedávný výzkum ve Velké Británii ukázal, že ztracený materiál by zde ročně pokryl spotřebu surovin pro 9 % nové bytové výstavby. [1] 27
28 5.5.1 Analýza materiálové skladby SDO U vznikajících odpadů ze základních minerálních stavebních materiálů (např. tvárnice, cihly, betonové a železobetonové konstrukce) je doporučeno, v případě, že je není možné využití jako celek k původnímu účelu, využívat nebo odstraňovat následně až po jejich mechanické úpravě na recyklát a ten dále využít jako stavební výrobek v souladu se zvláštními právními předpisy nebo využít materiálově jako upravený SDO v místě k tomu určenému. [5] Dle možnosti úpravy, lze jednotlivé odpady zařadit takto: 1. Odpady, které jsou považovány za stavební a demoliční odpady vhodné k úpravě (recyklaci): Beton Cihly Tašky a keramické výrobky Směsi nebo oddělené frakce betonu, cihel, tašek a keramických výrobku neuvedené pod číslem Sklo Asfaltové směsi neuvedené pod číslem Zemina a kamení neuvedené pod číslem Štěrk ze železničního svršku neuvedený pod číslem Stavební materiály na bázi sádry neuvedené pod číslem Směsné stavební a demoliční odpady neuvedené pod čísly , a Odpady, které jsou podmíněně vyloučeny z úpravy (recyklace): Podmíněně vyloučeny z recyklace jsou odpady obsahující nebezpečné látky (složky). Jejich přijetí do zařízení je možné pouze v případě, že součástí jejich úpravy v zařízení je i oddělení a odstranění nebezpečných látek (složek) z těchto odpadu, které budou následně předány oprávněné osobě dle zákona o odpadech k využití nebo odstranění * Směsi nebo oddělené frakce betonu, cihel, tašek a keramických výrobku obsahující nebezpečné látky * Sklo, plasty a dřevo obsahující nebezpečné látky nebo nebezpečnými látkami znečištěné * Asfaltové směsi obsahující dehet 28
29 * Zemina a kamení obsahující nebezpečné látky * Vytěžená hlušina obsahující nebezpečné látky * Štěrk ze železničního svršku obsahující nebezpečné látky * Jiné izolační materiály, které jsou nebo obsahují nebezpečné látky * Stavební materiály na bázi sádry znečištěné nebezpečnými látkami * Stavební a demoliční odpady obsahující rtuť * Stavební a demoliční odpady obsahující PCB * Jiné stavební a demoliční odpady (včetně směsných stavebních a demoličních odpadů) obsahující nebezpečné látky 3) Odpady, které jsou vyloučeny z přijímání do zařízení k úpravě (recyklaci): * Izolační materiál s obsahem azbestu * Stavební materiály obsahující azbest [25] (pzn.: * - nebezpečný odpad) Stavební a demoliční odpady neupravené v podobě recyklátu nelze využívat na povrchu terénu (s výjimkou odpadů podskupiny Zemina vytěžená, kategorie ostatní odpad), jelikož u neupravených SDO nelze obecně prokázat obsah škodlivin ve vodném výluhu ani sušině v souladu s vyhláškou č. 294/2005 Sb. Neupravené stavební a demoliční odpady kategorie ostatní odpad je možné v souladu s 3 odst. 2 písm. b) vyhlášky č. 294/2005 Sb., ukládat pouze na skládky jako odpad, jenž nelze hodnotit na základě jeho vyluhovatelnosti, to znamená na skládky kategorie S - OO3. [5] 5.6 Systém sběru SDO Sběr stavebního a demoličního odpadu probíhá nejčastěji následujícími způsoby: původce (držitel odpadu) jej odevzdá v závodě (zařízení), který tento materiál přímo recykluje, původce (držitel odpadu) jej odevzdá v mezideponii SDO (jejíž provozovatel má souhlas k nakládání se stavebním a demoličním odpadem). Na těchto místech probíhá vlastní recyklace dle množství uložených SDO, vzniklý SDO se recykluje v místě svého vzniku. Pokud je recyklát vyrobený tímto způsobem, kterým je myšleno opět užít při následné stavbě v místě majitele demolované (rekonstruované) stavby, nestává se podle zákona 185/2001 Sb. o odpadech, v platném znění dle 3 odst. 1 odpadem. 29
30 Systém sběru SDO je velmi často regulován obcemi, které jsou ve svých vyhláškách oprávněny stanovit způsoby nakládání se SDO. V rámci toho obec podle své velikosti může stanovit jedno až několik středisek, kde je vzniklý odpad přímo recyklován nebo mezideponován. V ČR obce neprovozují přímo recyklační linky na zpracování SDO, ale řada z nich vlastní mezideponie na dočasné uložení tohoto materiálu před vlastní recyklací. Na základě šetření Asociací pro rozvoj recyklace stavebních materiálů v České republice (ARSM) v roce 2011 bylo zjištěno, že po celé ČR existuje rozsáhlá síť recyklačních středisek a mezideponií SDO, kde jej mohou jeho původci za poplatek ponechat k recyklaci. [23] Obr. č. 3 Mapa recyklačních středisek v ČR [4] V ČR bylo ke konci roku 2012 oficiálně registrováno cca 160 skládek stavebního odpadu a 87 recyklačních center s celkem asi 130 drtičů (převážně mobilní). Celková roční kapacita recyklačních zařízení v ČR činila 14,5 milionů 10 3 kg.rok -1 (při předpokládaném ročním časovém využití 1500 hodin a hodinové kapacity kg.hod -1 ). Na skládkách v ČR každým rokem zbytečně mizí okolo 4 milionů tun využitelného materiálu, což představuje více než dvojnásobek toho, co vytěží všechny lomy v Českém středohoří. [6] 30
31 5.6.1 Odvoz SDO V případě objemného množství vzniklého SDO při stavebních pracích lze řešit nakládání s odpadem dle platných legislativních požadavků skrze specializované firmy, zabývající se autodopravou stavebního materiálu a stavebních odpadů. Odpad je naložen a odvezen k roztřídění a recyklaci (stavební suť) či uskladněn na jiné místo (hlušina). U menšího množství při drobných rekonstrukcích je vhodné odpad svépomocí roztřídit, stavební suť dopravit na nejbližší skládku stavebního odpadu a ostatní odpad dopravit do nejbližšího sběrného dvora, případně využít nejbližší kontejnery na tříděný odpad. [19] Služby těchto specializovaných firem zahrnují: zajištění pracovníka na nákladku, roztřídění odpadu, poskytnutí vhodného kontejneru, vyřešení nakládání s odpadem v souladu se zákony, vyřízení administrativy. [17] Cena odvozu suti se odvíjí od objemu kontejneru, druhu odpadu (jedná-li se o suť bez příměsi nebo suť znečištěnou), ceny za uložení odpadu na skládce a od vzdálenosti mezi stavbou a skládkou. Výhodou jsou přehledné paušální ceny, které jsou však u jednotlivých firem odlišné. [15] Obr. č. 2 Odvoz kontejneru [17] odpadu [19] Obr. č. 3 Kontejnery určené pro odvoz stavebního a demoličního 31
32 5.7 Azbest a azbestová vlákna ve SDO Azbest je charakterizován jako přírodní vláknitý, nehořlavý a do určité míry žáruvzdorný minerál. Vlákna azbestu vykazují velkou flexibilitu, pevnost v tahu, odolnost vůči chemickým činidlům (kyseliny a zásady) a taky proti fyzikálním změnám (např. tlak, teplota, tah). Jeho nejčastějším způsobem využití bylo zapracování do různých druhů stavebních a izolačních materiálů. Jedná se o prokázaný lidský karcinogen, jehož vlákna, která jsou z něj uvolňována, způsobují azbestózu a rakovinu dýchacího a trávicího ústrojí. Nejčastější kontakt s azbestem při stavebních činnostech (údržbě, demolicích staveb a rekonstrukcích) je zejména při zásazích do vzduchotechnických zařízení, pecí, sušáren, horkovodů, azbestocementových trubek, elektroinstalací, střešní krytiny a deskových materiálů s obsahem azbestu. [26] Výroba, uvádění na trh a používání azbestových vláken je omezeno nařízením (ES) č / 2006 REACH. Nakládání s odpady z azbestu je přesně vymezeno zákonem č. 185 / 2001 Sb., o odpadech a vyhláškou 294 / 2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu, v platných zněních. Oba předpisy ukládají povinnost zajistit, aby nebyl při tomto nakládání z odpadů do ovzduší uvolňován prach nebo azbestová vlákna. Odpady s obsahem azbestu mohou být za přísných podmínek ukládány výhradně na skládky k tomu určené. Obr. č. 4 Azbestová vlákna pod mikroskopem (délka 20μm) [7] 32
33 K minimalizaci vzniku nebezpečných SDO a k podpoře využívání SDO byl ve spolupráci s Ministerstvem zdravotnictví a Ministerstvem pro místní rozvoj aktualizován Metodický pokyn k nakládání s odpady ze stavební výroby a s odpady z rekonstrukcí a odstraňování staveb. Nakládání s azbestem omezuje rovněž vyhláška č. 499 / 2006 Sb., o dokumentaci staveb, v platném znění. I když je s odpady s azbestem nakládáno dle platné legislativy legálně a při jeho odstraňování je zabráněno rozptylu azbestu do ŽP, je skutečností, že dle zpráv ze 150 kontrolovaných skládek ČIŽP v roce 2010, bylo mj. zjišťovaným správním deliktem používání SDO s příměsí odpadu obsahujícího azbestová vlákna jako materiálu na technické zabezpečení skládky. [13] 6 RECYKLACE SDO Pojem recyklace (z anglického recycling = recirkulace, navrácení zpět do procesu), znamená znovuvyužití nebo znovuuvedení do výrobního či spotřebního cyklu. V pravém slova smyslu je recyklací myšleno vrácení do procesu, ve kterém odpad vzniká (pro původní účel a stejný systém). V rozsáhlejším pojetí recyklace představuje nové užití materiálu pro jiný účel a systém, než ve kterém vznikl a je pro něj dále nepoužitelný. [5] Principem recyklace SDO je tedy zpracování stavebních materiálů níže uvedenou technologií, díky které jsou takto vyrobené materiály (recykláty) opět využívány jako alternativa drceného kameniva. [10] Recyklaci SDO lze rozdělit podle: Druhu recyklovaných materiálů - betony a železobetony / stavební sutě / asfaltové směsi / dřevní odpad / zeminy atd. Typu činnosti - mobilní recyklace probíhající na místě vzniku, - deponie s obsluhou mobilních / semimobilních recyklačních linek, - stacionární recyklační centra se stacionárními / semimobilními recyklačními linkami. Použitých strojů - třídiče / drtiče / třídící jednotky / kombinované linky atd. [10] 33
34 Zásadně jsou ve stavebních činnostech praktikovány tyto možnosti uplatnění recyklace stavebního a demoličního odpadu: přímé opětovné použití na staveništi, zpětné zavedení do průmyslové výroby stavebních hmot, zpracování na nové stavební materiály. Přitom je důležité rozlišovat, zda se jedná o recyklaci surovin, kterou je možno odpad zhodnotit při výrobě nových stavebních materiálů nebo recyklaci materiálů, které mohou být využity při realizaci stavby ve stejném nebo jiném produktu. [6] Hlavním cílem v recyklaci SDO je zvýšení skutečné míry recyklace těchto materiálů a jejich následné využití ne jen jako zásypového materiálu. Stavební odpad totiž zaujímá stále velkou část končící v neupravené podobě jako materiál využitý na rekultivace a terénní úpravy (kód nakládání N1 - Využití odpadů na terénní úpravy a N11 - Využití odpadu na rekultivace skládek). Zcela přirozený je tento způsob využití pro vytěžené zeminy a hlušiny (neobsahující nebezpečné látky), ale pro typické SDO skupiny (zejména beton, cihly a jejich směsi) a (asfaltové směsi neobsahující nebezpečné látky) může být jejich využívání na rekultivace a terénní úpravy považováno za nedoceňování druhotné suroviny. [14] 7 TECHNOLOGIE RECYKLACE SDO Hlavní technologické a výrobní procesy při recyklaci: získávání surovin / vytřídění surovin / odstranění odpadu / předpříprava materiálu k recyklaci / drcení / třídění / deponování, uložení suroviny, polotovaru i výrobku / transport suroviny, výrobku / transport technologií, mechanizmů / manipulace s materiálem (operace na stavbách nebo deponiích) / expedice výrobku. [10] 7.1 Obecný technologický postup Při zpracování stavebních odpadů má použitá technologie zásadní vliv na kvalitu produkovaných recyklátů. Tato kvalita ovšem není ovlivněna jen samotnou technologií, ale také celkovým logistickým systémem chodu recyklačního zařízení a organizací práce a to včetně přidružených systémů, mezi které patří například skladové hospodářství nebo doprava materiálu. [13] 34
35 V rámci zisku kvalitního recyklátu se v průběhu let ustálila všeobecně respektována a používaná konfigurace, která je znázorněna blokovým schématem (obr. č. 5). Obr. č. 5 Schéma recyklačního zařízení [30] Předtřídění - v této fázi dochází k oddělení materiálu použitelného pro stavební účely od materiálu nepoužitelného (viz. kapitola 7.2), Drcení - technologický proces - mechanické rozpojování, při němž se působením vnějších sil zmenšuje velikost SDO. Rozměrově přesahující monolitické betonové bloky jsou nejdříve před vstupním otvorem drtiče rozbity drapákovým zařízením nebo strojním kladivem na požadovanou velikost a spolu s vyhovující čistou stavební sutí jsou přesunuty k zásobníku drtiče. Následně probíhá rozemletí na požadovanou frakci (max. velikost vstupního zrna do drtičů je až 1500 mm, výstupního zrna mm) [6], Třídění - nejprve zde probíhá konečné třídění pomocí elektromagnetického separátoru odstraněním různých železných předmětů, na které navazuje roztřídění nadrceného materiálu z hlediska vhodné zrnitosti soustavou sítových třídičů, kde jsou pomocí pásových dopravníků dopraveny k jednotlivým sekcím, odkud jsou připraveny k distribuci. [30] Standardní velikostní frakce recyklace SDO jsou: podsítné jemného síta (0-8 mm), podsítné hrubého síta (8-32 mm), nadsítné hrubého síta (32-63 mm a také mm). [6] Lze podotknout, že existují také recyklační zařízení, odbočující od tohoto schématu, nicméně výroba kvalitních recyklátů se neobejde bez tří základních technologií (předtřídění - drcení - třídění), případně může následovat sekundární drcení a třídění. Naskytuje se i další technologická operace - separace lehkých a prachových částic, případně praní, které je plně běžné u stacionárních recyklačních zařízení v sousedních zemích EU. [13] 35
36 7.2 Efektivní předtřídění odpadů při demoličních činnostech Při demoličních pracích se prokázalo jako zcela nezbytné (z důvodu dalšího využití stavební sutě) provádět důkladné prvotní předtřídění. Roztřídění, které se provádí přímo na stavbě je mnohem efektivnější a levnější, než u výrobce recyklátů. Tento fakt je dán především tím, že při demolici lze jednodušeji oddělit od minerální sutě veškerý cizorodý materiál, než je tomu u netříděné sutě, která je dodávána výrobci recyklátů. [12] Během třídění stavební suti je prokazatelné postupovat podle následujících kroků: oddělení kontaminovaných materiálů od nekontaminovaných, oddělení cizorodých materiálů od minerálních sutí určených k recyklaci (hlavně dřevo, lepenka, sádrokarton, plasty, kovy, atd.). S tímto souvisí vytvoření třídícího logistického systému, v němž jsou tyto materiály separovány v oddělených kontejnerech, jedná se zejména o tyto materiály: kovy, minerální látky - kamenivo, maltovina, organické látky - hlavně použité dřevo, ostatní odpady (zejména nebezpečné) - azbest, nátěrové hmoty, apod., roztřídění inertní minerální sutě alespoň na následující druhy: betonová suť, cihelná stavební suť, živičné sutě (kry), výkopová zemina. [30] Odstraněním nebezpečných nebo cizích kontaminovaných materiálů se přispívá ke zlepšení výsledné charakteristiky recyklátu používaného na výrobu betonu, které ovlivňují kvalitu a vlastnosti výsledných betonů. [6] 7.3 Provozní systémy recyklace SDO Z pohledu umístění výroby jsou využívány dva základní provozní systémy recyklace: Recyklace off site (stacionární recyklační linky) - odpadový materiál z demolic je odvážen do stacionárního recyklačního zařízení, v němž dochází k recyklaci. Vzhledem ke své velikosti dosahuje stacionární úprava vysokého výkonu a kvality vzniklých recyklátů. Důležitým faktorem je vhodné zvolení polohy, jež je rozhodující pro vzdálenost těchto stacionárních úpraven od zástavbové oblasti, aby nedošlo 36
37 k obtěžování okolního obyvatelstva vznikajícím hlukem a prachem. Dalším faktorem je dostupnost od aglomeračních nebo průmyslových center, což má vliv na náklady při dopravě materiálů. Zajištění trvalého přísunu materiálu je důležité z principu využití vyššího výkonu, čehož se dosahuje například zabudováním prostor na předzásobování. [6] Stacionární recyklační linky jsou technicky náročná a složitá zařízení, která jsou umístěna v recyklačních zařízeních s dostatečným množstvím SDO. Nevýhodami jsou vyšší zřizovací a provozní náklady, na druhou stranu však produkují vysoce kvalitní recykláty. Tyto recyklační zařízení jsou výhodnější pro zpracování větších objemů odpadu. [2] Obr. č. 6 Pohled na stacionární recyklační linku (Amsterdam, Holandsko) (http://www.kleemann.info/en/news-and-media/job-reports/jr07_niederlande.html) Recyklace in site (mobilní recyklační linky) - recyklace probíhá v místě demoličních prací, kde se uplatňují mobilní popřípadě semimobilní drtící a třídící linky. Tento způsob recyklace tvoří proces s uzavřeným cyklem. Výhodami kromě mobility jsou jednoduchost, rychlost instalace zařízení a strojů, nenáročnost obsluhy, menší nároky na prostor a menší pořizovací náklady. Mobilní recyklační linky jsou také výhodné pro efektivní zpracování menšího množství SDO. Jelikož recyklace probíhá přímo v místě demoliční činnosti, vylučuje se nákladní transport materiálu. Mezi nevýhody se řadí vyšší provozní náklady (montáž, výměna personálu, transport úpraven), menší výkon ve srovnání úpravny stacionární a také ztížená 37
38 kontrola zpracované suti. Důsledkem nižší kvality vzniklého recyklátu u tohoto způsobu často bývá nedostatečná separace odpadů před jejich recyklací. [6] Výhledově lze usuzovat, že stoupající požadavky na rovnoměrné vlastnosti produkce recyklátů budou vyvolávat u mobilních linek finanční náklady na zabezpečení jakosti v těchto bodech: separace lehkých prachových částic vzduchem nebo vodou, uplatnění ekonomicky přiměřené automatické regulace provozu vybraných zařízení a linek se součastným snížením vlivu lidského faktoru. [2] Obr. č. 7 Pohled na mobilní recyklační linku (Francie) (http://www.groupe-cayola.com/lecteur_magazine.php?nm=terrassements-carrieres&cp=433&cd=90577) 7.4 Recyklační procesy SDO Během posuzování žádoucí technologie recyklace je třeba brát v úvahu veškeré požadavky prostředí, zabezpečit plynulost dopravy vstupních materiálů (aby nedocházelo ke stání provozu při nedostatku využívaného odpadu), vhodně zajistit uspořádání recyklačních linek a vyžadovanou kvalitu recyklátů. Z výsledku zvážení jednotlivých variant vzejde ekonomicky optimální varianta, která dosahuje maximální hospodářský efekt s minimálními náklady na jednotku výrobku. [6] Dle výsledného produktu recyklovaného materiálu jsou v procesu recyklace betonu rozlišovány dva typy recyklace: Recyklace sestupného typu (down - cycling) - konečný produkt recyklace je v následujícím cyklu použit jako materiál s nižšími užitnými vlastnostmi (obr. č. 8). 38
39 Jedná se o dosud nejčastější typ recyklace stavebních konstrukcí jak v ČR, tak i v zahraničí. [9] Demolice Směsný odpad Betonový odpad Zátěž prostředí Skládka Recyklát nižších vlastností Podklady, zásypy Obr. č. 8 Model recyklace sestupného typu (down - cycling) [6] Recyklace vzestupného typu (up - cycling) - výsledkem je kompletně recyklovatelný beton se stejnými, popřípadě vylepšenými vlastnostmi. Tento proces (obr. č. 9) je oproti předchozímu typu znatelně náročnější na energii a technologické vybavení. Navzdory tomu je však životnost výsledného produktu recyklace daleko vyšší. Příčinou možného zhoršení vlastností bývá vrstva cementového tmelu lpící na povrchu zrn recyklovaného kameniva, které je pro zlepšení vlastností potřeba se zbavit (např. obrušováním). Během procesu recyklace vzniká velký podíl prachových částic, který je nežádoucí pro návrh betonových směsí. Pro tento odpad se však nachází uplatnění například jako přídavný materiál při výrobě cementu. [9] Demolice Předtřídění Odpad k recyklaci Směsný odpad Odstranění cizorodých materiálů Skládka Mletí, drcení, třídění Prachový odpad Kusový odpad Recyklovaný odpad Recyklované kamenivo pro nové použití do betonu Obr. č. 9 Model recyklace vzestupného typu (up - cycling) [6] 39
40 7.5 Recyklace celých stavebních prvků a dílců Jedná se o novou tendenci v recyklaci SDO vycházející z nákladného odstraňování objektů po ukončení jejich životnosti. Pomocí tzv. IFD technologie (Industrial, Flexible, Demountable) umožňuje nenáročnou demontáž prefabrikovaných železobetonových konstrukcí s demontovatelnými spoji a potenciální opětovné použití prvků po jejich repasi. Tento typ recyklace je v součastné době realizován velmi výjimečně. Důvodem je nutnost zabývat se řešením recykláže jednotlivých stavebních prvků a dílců po skončení doby životnosti konstrukce již v projektu stavby. Recyklací SDO tedy není myšleno jen zdrobňování a třídění, ale také využívání celých stavebních prvků a dílců. Další možnost je demontáž primárně nerozebíratelných systémů. Tehdy je nutno dílce vyjmout destruktivně a přizpůsobit pro znovuvyužití. Mezi země, které uplatňují tento způsob, je řazeno například Švédsko. [5] IFD technologie je zaměřena na hospodaření se stavebními odpady. Zabývá se recyklací nebo opětovným použitím průmyslově vyráběných, flexibilních a demontovatelných budov ve stavebnictví. Perspektivou této technologie je ušetření velkého množství materiálu. [10] 7.6 Recyklace neúplnou technologií Jedná se o způsob recyklace využívající výhradně část z výše uvedeného základního recyklačního řetězce (viz. kapitola 7.1). Jde o provoz nejrůznějších třídících zařízení bez drtiček nebo naopak provoz samotného drtiče (zpravidla menších rozměrů) bez předtřídění a následného třídění. Důvodem takto zamýšlené technologie je ve většině případů snaha snížit provozní náklady na minimum. Využití samotných třídičů - uplatnění tohoto provozu se osvědčilo zejména při recyklaci výkopové zeminy. Využití samotných drtičů - jedná se především o doplňkovou činnost stavebních firem s cílem snížit náklady na odstranění nebo zpracování stavebních sutí využitím vlastního zařízení v místě demolice. S tímto úmyslem jsou používány malé a docela jednoduché mobilní drtiče. Kvalita výstupních netříděných recyklátů není dostatečně dobrá, a proto lze tyto materiály využít jen na zásypy či jiné obdobné účely. Nejsou však vhodné pro aplikaci nosných vrstev (podloží komunikací, parkovišť, atd.). [30] 40
41 Nejvhodnější uplatnění se jeví u malých kontejnerových čelisťových drtičů (především jednovzpěrných), které bývají vybaveny také podávacím vibračním předtřídičem. Výstupní recyklovaný materiál se následně využívá na různé zásypy, podloží chodníků a terénní úpravy v místě umístění drtiče. Výhodou nasazení těchto drtičů je malá prašnost a nízké zatížení okolí hlukem. Vzhledem k tomu, že je výsledný recyklát znehodnocován a používán na podřadné účely, je řazena tato recyklace do sestupného typu (down - cycling). [24] Obr. č. 10 Schéma mobilního čelisťového drtiče na pásovém podvozku [24] 7.7 Recyklace železničního kolejového lože Jedná se o typ recyklační technologie, která vychází z opakovaného využití materiálu z konstrukcí spodní stavby železničních tratí. Recyklovaný materiál kolejového lože se získává v rámci opravných, rekonstrukčních a modernizačních prací kolejové dráhy, který je dále vyžíván v podmínkách železničního stavitelství. Recyklace kolejového lože probíhá dvěma možnými způsoby: částečná technologie - v ose kolejí, realizuje se strojním čištěním kolejového lože v rámci opravných prací, úplná technologie - v ose kolejí, realizuje se speciálními ekosanačními komplexy nebo vlaky zpracováním vytěženého materiálu jako součást celkové sanace konstrukce spodní stavby, - mimo osu kolejí, realizuje se zpracováním vytěženého materiálu na stacionárních (recyklace off site ) případně mobilních (recyklace in site ) recyklačních základnách. 41
42 Recyklaci mimo osu kolejí vykonávanou na recyklačních základnách je možné provádět dvěma technologickými postupy: kontinuální technologický postup - materiál kolejového lože je recyklován na požadovanou frakci bez přerušení v jednom technologickém sledu. Umožňuje průběžnou aktualizaci drtícího zařízení v závislosti na měnící se kvalitě vstupního materiálu. Kombinuje se recyklace vstupního materiálu na recyklovaný materiál a výrobu recyklovaného výrobku. dělený technologický postup - zahrnuje dvě samostatné technologie, v první části je vstupní materiál zpracováván na recyklovaný materiál frakce 0-32 mm a mm, v druhé části jsou jednotlivé frakce zpracovány na recykláty. [10] Technologické linky využívají na výrobu recyklovaného kameniva třídiče a drtiče, přesun materiálu je zajištěn pomocí pásových dopravníků. Naložení a přeprava je realizována pomocí nakladačů a nákladních automobilů, popřípadě železničních vozů. Technologické zařízení recyklační linky obsahuje: předtřídič (primární třídění kameniva - odhlinění, dekontaminace) - s elektropohonem (přesná regulace množství materiálu a rychlosti třídění) - s pohonem asynchronními motory (konstantní rychlost a kmity třídící komory), odrazový / kuželový drtič (drcení kameniva, obnova ostrohrannosti zrn), třídič (třídění kameniva požadovaných frakcí), nakladač, transportní prostředky (nákladní automobily, železniční vlaky). [11] Obr. č. 11 Technologická sestava recyklační linky [11] 42
43 Technologický provoz recyklační linky a její parametry: Těžba štěrkového lože - šířka záběru 4-4,9 m, - hloubka záběru až 0,6 m pod spodní hranu pražce, - těžící výkon maximálně 450 m 3.h štěrkového lože obsahuje heterogenní směs různých frakcí, tvořící drobné kamenivo, úlomky štěrku, příměsi prachu, minerálních i organických částic. Na tyto složky jsou v převážné míře vázány škodlivé látky obsažené v železničním svršku. Je proto nutností nakládat s tímto materiálem v závislosti na míře znečištění. - před odtěžením štěrku z trati je uskutečněn odběr vzorků pro stanovení kontaminace štěrkového lože, - štěrkové lože kontaminované (výskyt v úsecích výhybkových výměn, místech stání hnacích jednotek kolejových vozidel, odstavné koleje), - štěrkové lože nekontaminované (oblasti železničního svršku v úsecích mezistání a v průjezdných kolejích železničních stanic). Těžba zemin železničního spodku - šířka záběru 4,2-5,7 m, - hloubka záběru až 0,8 m pod spodní hranu pražce, - těžící výkon maximálně 500 m 3.h -1. Čištění, třídění a recyklace starého s doplněním nového štěrkového lože Hutnění zemní pláně, sanační vrstvy Rozprostíraní geokomponentů Rozprostíraní sanační vrstvy - šířka vrstvy 4,5-6 m, - výška vrstvy maximálně 0,5 m, - ukládací výkon maximálně 500 m 3.h -1. Založení a statické zhutnění štěrkového lože v úplném profilu nebo vrstvě Odvoz a dovoz veškerého materiálu [18] Využití recyklovaného štěrku: - 50 % z celkového množství frakce mm použito zpět do štěrkového lože, - 30 % z celkového množství frakce 8-32 mm využito do podkladních vrstev železničního spodku, - 20 % z celkového množství frakce 0-8 mm nepoužitelná do konstrukce koleje. [10] 43
44 Obr. č. 12 Mechanizovaný komplex SK 120 společnosti ŽS Brno, a. s. [18] Obr. č. 13 Těžba štěrkového lože [18] 7.8 Recyklace asfaltových vozovek Principem této technologie je recyklace materiálů obsažených ve vozovce. Recyklace se dělí dvěma způsoby a to dle místa provádění (ve výrobě - recyklace off situ / na místě - recyklace in situ) nebo dle potřebné teploty (recyklace za tepla / recyklace za studena). [4] Recyklace za tepla Jedná se o úpravu vozovky z příčného profilu s doplněním chybějících složek a následným promícháním se starou asfaltovou směsí. Tato recyklační technologie silničního stavitelství vykonává vytvoření dvou asfaltových vrstev součastně. Spodní vrstva je tvořena recyklovanou asfaltovou směsí, horní vrstva novou asfaltovou směsí. 44
45 Nejčastěji používanými technologiemi recyklace za tepla na místě (in site) jsou: technologie Remix - jedná se o změnu tvaru krytu vozovky recyklací a součastně o zlepšení směsi nynější asfaltové vrstvy. technologie Remix plus - jedná se o směnu tvaru krytu vozovky recyklací s navazujícím zlepšením jakosti asfaltové vrstvy a pokládku nové obrusné vrstvy navíc. Technologickou sestavu zařízení pro recyklaci tvoří předehřívač, jehož funkcí je pozvolné nahřívání na požadovanou teplotu, dále remixer, jenž zahřátou vrstvu rozpojuje pomocí frézovacího bubnu a následně směs promíchá s případnými složkami (kamenivo, asfaltová směs, asfalt). V poslední částí remixeru probíhá rozprostření homogenizované směsi pomocí dvou vyhřívaných lišt. Následuje finální hutnění recyklované směsi silničními válci. Provozní teploty recyklace se pohybují v rozmezí C. [4] Recyklace za studena Technologii lze chápat jako opakované užití stmelených či nestmelených silničních materiálů. Pracovní postup technologického zařízení se skládá z těchto fází: rozpojení původních vrstev konstrukce vozovky, přidání přísad, dávkování pojiva k recyklovanému materiálu, míchání, pokládka a hutnění. Dle pojiv přidávaných k recyklovanému materiálu se recyklace dělí na tři skupiny: stmelení obrusné vrstvy asfaltovou emulzí bez cementu, stmelení recyklovaných vrstev hydraulickým pojivem na bázi cementu, kombinace s přísadami cementu i asfaltové emulze. Při aplikaci asfaltové emulze či asfaltové pěny je směs vyráběna přidáním horkého asfaltu v pěnové formě do studeného recyklátu. Tento způsob značně šetří asfaltový materiál. V závislosti na šířce nové vrstvy je recyklovaný materiál doplňován na úpravu zrnitosti kamenivem. Tato směs je vyráběna v zařízení zvaném recyklér, jenž je doplněn agregátem na výrobu asfaltové pěny. 45
46 Díky této technologii lze vyfrézovaný materiál využít přímo při opravě silnic. Proto není potřeba dovážet při recyklaci novou asfaltovou směs, což neomezuje průběh dopravy. Snižuje se také množství odpadů, které vzniká při rekonstrukcích a opravách silnic. Technologické zařízení recyklační linky tvoří souprava strojů: silniční fréza, recyklační stroj CRMX 2, sběrač směsi, finišer, hutnící válec, zásobníkové cisterny s hydraulickými přísadami, vodou a asfaltovou emulzí. Obr. č. 14 Schéma technologické soupravy recyklace za studena [20] První fází v procesu recyklace za studena je frézování asfaltové vozovky, které vykonává silniční fréza s možností frézování do hloubky 350 mm a šířkovými moduly 2,5 a 3,8 m. Silniční fréza je vybavena pohyblivou frézovací hlavou a pohyblivým dopravním pásem směrem vzad. Dalším úkonem je výroba homogenní směsi, kterou zajišťuje recyklační stroj CRMX 2. Vyfrézovaná hmota je roztříděna pomocí sítového třídiče. Asfaltové bloky nebo velká zrna jsou v první řadě rozdrceny rotačním drtičem. Následně je materiál smíchán s novými pojivy a homogenizován v kontinuálním dvouhřídelovém lopatkovém mísiči. Poté je vysypán ve tvaru podélné hrázky na vyfrézovanou vozovku. 46
47 Obr. č. 15 Schéma recyklačního stroje CRMX 2 [20] 1. dopravní pás 6. řiditelná zadní dvounáprava 2. drtič 7. řídící jednotka 3. síťový drtič 8. dvouhřídelová míchací jednotka 4. otvor pro vyfrézovaný materiál 9. výpustný otvor recyklované směsi 5. hydraulicky ovladatelné vstupní a výstupní otvory Dávkování pojiva je řízeno pomocí počítače, který na základě vstupních údajů materiálu vyhodnotí složení pojiva. Jako pojiva lze použít vápno, cement a asfaltová emulze. Tyto pojiva zajišťují úpravu vlhkosti materiálu a urychlení procesu. Homogenizovaná směs je podélnou hrázkou podána elevátorovým dopravníkem do násypky finišeru. V konečné fázi se povrch recyklované vrstvy uzavře aplikací dvouvrstvého nátěru s podrcením nebo hutněnými asfaltovými vrstvami. Minimální provozní teplota recyklace činí 10 C. Tuto technologii lze využít na opravy silnic všech tříd, avšak nejefektivněji je využívána na silnicích II. a III. tříd, městských komunikacích a plochách vykazující různé deformační poruchy. [20] 47
48 8 RECYKLÁTY Dle nařízení vlády č. 312/2005 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební materiály lze recykláty z inertních minerálních stavebních materiálů rozčlenit do těchto skupin: betonový recyklát, recyklát ze zdiva nebo betonových částic staveb, recyklát z kameniva kolejového lože, asfaltový recyklát pro pozemní komunikace, recyklát z materiálu z podkladních vrstev vozovek, recyklát z hornin. [6] Stejně jako přírodní kamenivo musí i vlastnosti jednotlivých typů recyklátů splňovat požadavky předpisů upravující jejich uplatnění. Jedná se zejména o zjišťování těchto vlastností: stanovení zrnitosti / nasákavosti / objemové hmotnosti / sypné hmotnosti / zjišťování pevnosti v tlaku stlačením ve válci / stanovení tvarového indexu / stanovení hlinitosti / únosnost a zhutnitelnost. [2] V minulosti se v ČR využití recyklátů z SDO jako recyklovaného kameniva posuzovalo dle zákona č. 22/1997 Sb. O technických požadavcích na výrobky. Nyní se možnost uplatnění recyklátů řídí podle předpisů, které vycházejí z Evropských norem. [6] Přehled těchto předpisů je zobrazen v příloze č Betonový recyklát Jedná se o recyklát, který obsahuje z 90 % drcený beton pocházející ze stavebních činností. Kvalitní recyklát se získává z demolic betonových silnic a dálnic nebo železničních pražců, jejichž pozitivní vlastností je vysoká pevnost. Jde o velmi žádaný a součastně nedostatkový materiál, cenově o cca % levnější než přírodní kamenivo. Porovnání některých vlastností betonového recyklátu a přírodního kameniva na základě analýzy výsledků zkoušek: - objemová hmotnost recyklátu je o cca % menší než u přírodního kameniva (2 200 kg.m kg.m -3 ), - sypná hmotnost recyklátu je ve zhutněném stavu o % menší než u identické frakce přírodního kameniva, 48
49 - větší nasákavost recyklátu o cca 5-10 %, u drobné frakce 0-4 mm více než 10 %, - snížená trvanlivost a mrazuvzdornost recyklovaného betonu, - vyšší podíl odplavitelných částí a zvýšená humusovitost u recyklátu. Betonový recyklát se běžně aplikuje na zásypy, jako podkladový materiál při stavbě železničních staveb či silničních komunikací a jako mechanicky zpevněná zemina. V součastné době se betonový recyklát hojně používá také jako plnivo do betonů nebo živičných směsí využívaných pro výstavbu a rekonstrukce živičných vozovek. [6] 8.2 Cihelný recyklát Tento recyklát se skládá převážně z cihelných úlomků či zbytků cihelného zdiva (zahrnující omítku, úlomky betonu, ztvrdlé maltové pojivo) se směsí skla, keramiky, nebo kovů s obsahem do 10 %. Cihelný recyklát je většinou získáván z drtících linek ve frakcích 0-8 mm, 8-32 mm a 0-63 mm. Ve většině případů je však tento recyklát produkován s příměsí jiných materiálů, jako je zemina, který se pak označuje jako recyklát směsný. Nejčastěji se tento výrobek využívá jako zásypový materiál v dopravním stavitelství pro nestmelené vrstvy vozovek, násypy či zásypy inženýrských staveb, dále na stabilizaci staveb a zřízení provozních cest. Jedná se o cca % levnější variantu. Cihelný recyklát lze také využít netradičními způsoby, mezi které paří: - výroba stavebních směsí jako plniva malt pro zdění s využitím drobné frakce 0-4 mm a hydraulickým nebo vzdušným vápnem. Přínosem je vyšší tepelný odpor než vykazují malty s kamenivem přírodním. - výroba nepálených lisovaných cihel o rozměrech mm ze směsi hlíny bez nebo s obsahem 10 % cementu. - výroba konstrukčního cihlobetonu s využitím na výplňové zdivo monolitických konstrukcí nebo pro prefabrikované prvky. - výroba drenážního betonu pro plošné odvzdušnění a odvodnění. Využívají se frakce 4-8 mm nebo 8-16 mm se směsí drceného cementu, betonu a popílku. [2] 49
50 9 TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ PRO RECYKLACI SDO Pokrok techniky jde neustále dopředu a součastně je snahou výrobců nabízet stále dokonalejší, kvalitnější a výkonnější zařízení a stroje pro recyklaci SDO. V rámci dalšího vývoje recyklační techniky lze očekávat redukce jejich prašnosti, hluku a emisních hodnot z hlediska zvýšení šetrnosti vůči životnímu prostředí. [6] 9.1 Recyklační soupravy Jedná se o soupravy zařízení a strojů sloužící k úpravě a částečnému roztřídění materiálů, které pocházejí ze stavebních činností. Jednotlivé funkční kroky činností a uspořádání zařízení jsou zobrazeny na obrázku č. 16. Obr. č. 16 Pásové recyklační zařízení Komatsu BR 310 JG [3] V první fázi materiál putuje z přejímací jímky (4) na sítový rošt (10), odkud propadne odseparována hlína a písek na příčný dopravník (11). Tento odvede materiál mimo stroj. V další fázi je materiál větších frakcí dostaven do drtiče. Podrcený materiál je dále pomocí dopravníku (5) přemístěn skrz magnetický odlučovač kovů (9) na haldovací dopravník, odkud je materiál deportován k třídící jednotce nebo na příslušnou deponii. [3] Mobilní a semimobilní soupravy Tyto soupravy lze charakterizovat jako stroje či zařízení, které jsou utuženy na konstrukcích vybavených ližinami, které umožňují pohyb na krátkou vzdálenost pomocí tažných sil nebo speciálním podvozkem. Zařízení na kolovém podvozku s kuželovým drtičem - tato souprava je určena k recyklaci především tvrdých abrazivních nelepivých stavebních materiálů o vysoké pevnosti a tlaku jako je žula a čedič. Průměrný výkon soupravy je kg.h -1. Zařízení na pásovém podvozku - materiál je nasypán do násypné jímky (4), odkud postupuje na hřebenovém podavači (5), ze kterého odpadne oddělená hlína a písek 50
51 na příčný dopravník. Materiál větších frakcí dále pokračuje skrz čelisťový drtič (1,2), který má funkci regulovatelného výstupu zrn na odbavovací dopravník. Technika je samohybná se spalovacím motorem, jenž udává do chodu i drtič a ostatní mechanismy. Běžný výkon soupravy činí kg.h -1. Obr. č. 17 Pásové recyklační zařízení Komatsu BR 310 JG [3] Zařízení převozné - kontejnerové - v tomto případě se jedná o soupravy opatřené ližinami s opěrným válcem a hákovým závěsem, který umožňuje transport nákladním automobilem. Ve většině případů se jedná o soupravy obsahující čelisťový drtič o výkonu kg.h -1 a přejímací linku 3-5 m 3. Využití uplatňují především při zpracování materiálů ze živičných krytů vozovek. Obr. č. 18 Kontejnerová drtící jednotka RESTA CS9 900x600 (http://www.resta.cz/vyroba-drticich-a-tridicich-zarizeni/semimobilni-kontejnerove/drtici-jednotky/celistove-jednotky) Zařízení na semimobilním kolovém podvozku - klíčovým strojem, který řídí výkonnost a použitelnost celé soupravy je drtič. Jedná se především o drtiče čelisťové nebo odrazové. Odrazové drtiče mají oproti čelisťovým drtičům širší uplatnění, což spočívá v drcení všech druhů měkkého i nejtvrdšího materiálu. U drtičů čelisťových často dochází k ucpání měkkým materiálem. Důležitými parametry jsou výkon 51
52 hnacího motoru (vznětový motor / elektromotor s převodovkou), velikost ústí drtiče a světlost otvoru, kterým materiál vstupuje do procesu. Součastně pohání hnací jednotka také alternátor či hydrogenerátor vykonávající pohon vibračního podavače, třídiče, dopravníků nebo magnetického odlučovače železných materiálů. Běžné zařízení tohoto typu pracují s výkonem kg.h -1. [3] Obr. č. 19 Semimobilní recyklační jednotka Extec 3600 Shredder (http://www.ingespraha.cz/produkty-2/extec-2/semimobilni-nozovy-drtic-extec-3600-shredder/) Stacionární recyklační soupravy Technické uspořádání stacionární soupravy je mnohem složitější než u předešlých mobilních / semimobilních zařízení. Dle způsobu zpracování materiálů lze členit tyto soupravy do tří skupin: 1) Činnost jednoduché soupravy - obsahuje soupravu dvou drtičů. Primární drtič zpracovává materiál nahrubo, za ním je položen magnetický odlučovač železa. Nadsítový materiál putuje do sekundárního drtiče, kde dosáhne požadované velikostní frakce. Zbylý podsítný materiál z třídiče pokračuje na dopravník směrem na haldu. Obr. č. 20 Uspořádání jednoduché stacionární recyklační soupravy [3] 52
53 2) Činnost stacionární soupravy se suchým způsobem recyklace a současným tříděním na několik frakcí - principem této metody je rozdělení materiálu, zbaveného od hlíny a jemného písku pomocí roštu, na dva základní proudy diskovým třídičem. Materiál s frakcí do 45 mm putuje skrz magnetický odlučovač na síto. Zde dochází k propadnutí frakční velikosti do 5 mm na dopravník separátoru. Materiál odloučen od nevhodných látek (plast, dřevo, papír) končí na haldě, kde tvoří buď samostatnou frakci, nebo je smíchán s materiálem o velikostní frakci do 45 mm. Druhý proud materiálu o zrnitosti nad 45 mm obsahuje značný podíl nevhodných látek, který je nutno odstranit ručně na třídícím pásovém dopravníku. Materiál zbavený nežádoucích látek je rozdrcen pomocí odrazového drtiče a následně zbaven od kovových zbytků magnetickým separátorem. Takto zpracovaný materiál je dopraven na haldu nebo popřípadě zpět na síta, kde dochází k rozdělení drtě na požadované frakce. Nadsítná frakce je vrácena zpět do procesu drcení. 3) Činnost stacionární soupravy kombinovaná pro suché a mokré třídění - tyto soupravy se uplatňují u důkladného třídění materiálu, obzvlášť u nejjemnějších frakcí, kde velkou roli hraje čistota. Sestava je obdobná jako u předchozí soupravy. Z přejímací linky je materiál podavačem přesunut na předsíto, kde je materiál zbaven od hlíny a písku. Následuje síto, ze kterého nadsítný materiál pokračuje pomocí dopravníku do primárního drtiče, podsítný materiál je považován za odpad. Rozdrcený materiál je dále dopraven skrz magnetický separátor do sítového třídiče, z něhož podsítný matriál propadá na dopravník a materiál nadsítný je vrácen zpět do procesu do sekundárního drtiče. Takto nadrcený materiál je dopraven do druhého sítového třídiče. Nadsítný materiál pokračuje do mokrého pracího a odlučovacího zařízení Aquamotor. Zařízení pracuje na principu propírky materiálu proudem vody a následného vyplavení lehkých nežádoucích látek. V posledním kroku je takto čistý materiál rozdělen na požadované frakce pomocí další soustavy sít. [3] 53
54 9.2 Drtiče Čelisťové drtiče Princip čelisťového drtiče spočívá v drcení materiálu tlakem vyvinutého na ploše mezi dvěma čelistmi, z nichž první je pohyblivá a druhá je pevná. Konstrukčně jsou rozděleny na tyto typy: jednovzpěrné - vyšší stupeň zrnitostní frakce, lepší tvarová hodnota zrn, nízká hmotnost, malé rozměry, jednoduchá konstrukce, dvouvzpěrné - drcení velmi pevných a abrazivních materiálů. Drtiče tohoto typu jsou využívány převážně pro primární drcení stavebního materiálu jako je stavební suť, cihly a asfaltové kusy, případě pro předrcení pro další stupeň drcení. Pohon drtiče je zajištěn spalovacím motorem nebo elektromotorem, výkon je udáván v m 3.h -1 nebo 10 3 kg.h -1 drceného materiálu. Mezi provozní znaky patří vysoký výkon, spolehlivost, nenáročná a nízkonákladová údržba a optimální míra zdrobnění. [6] Obr. č. 21 Průřez čelisťového drtiče dvouvzpěrného [21] Kuželové drtiče Tyto drtiče jsou využívány převážně v sekundárních a terciérních stupních drtící linky. Materiál vstupující do drtiče je zdrobňován v prostoru mezi pohybujícím se kuželem, vykonávající kývavý a krouživý pohyb, a nepohyblivým drtícím pláštěm. Drtiče jsou určeny pro drcení jemných až hrubých materiálů. Jelikož se ale neosvědčily, jsou v praxi aplikovány zřídka. 54
55 Mezi provozní znaky patří vysoká životnost drtících prvků, nenáročná údržba a obsluha, kvalitní stupeň zdrobnění. [6] Dle polohy kužele jsou rozlišovány dva typy: drtiče se zavěšeným kuželem - ostroúhlé, ostrohranné zpracování zrn, nevhodné pro výrobu betonu, drtiče s podepřeným kuželem - tupoúhlé, příznivější parametry tvaru zrn vhodných pro výrobu betonu. [3] Obr. č. 22 Průřez kuželového drtiče [21] Odrazové drtiče Drcení materiálu spočívá v prudkých úderech kladivy či drtících lišt a nárazech pohybujících se zrn na nepohyblivé dopadové desky. Materiál je uveden do pohybu pomocí vysoké obvodové rychlosti drtících lišt. Působením dynamického úderu v místě malé soudržnosti dochází k rozbití drceného materiálu, čímž vzniká ostrohranný recyklát. Mezi výhody patří tvorba kubických zrn, nízké náklady, spolehlivost a vhodnost drcení houževnatých sutí. Nevýhodou je ovšem omezené použití křehké málo abrazivní materiály, protože je zde zvýšené riziko opotřebení dopadových desek a drtících lišt. Výkon zařízení se pohybuje v rozmezí do kg.h -1. [6] 55
56 nárazové desky tuhé lišty na rotoru Obr. č. 23 Průřez odrazovým drtičem [21] Válcové drtiče Jsou rozlišovány jedno nebo dvouválcové drtiče. Drcení materiálu spočívá v rotaci válců proti sobě, přičemž je materiál rozbíjen. Velikost frakcí lze regulovat posouváním válců. [3] Drtící mlýny Slouží k mechanickému rozdrolení na zrno frakcí menších než 1,25 mm. Z konstrukčního hlediska rozlišujeme drtící mlýny vibrační, kulové, odrazové a kladivové. [3] Tento typ drtičů spolu s drtiči válcovými jsou využívány zcela výjimečně, a to z důvodu omezeného rozměru vstupní i výstupní frakce materiálu. [6] 9.3 Magnetické odlučovače Drcený stavební materiál často obsahuje nežádoucí kovové příměsi, které je potřeba před dalším zpracováním odloučit. Z tohoto důvodu se provádí separace pomocí magnetických zařízení pracujících na principu: vířivých proudů, magnetického pole (paramagnetické materiály - prach, struska, písek), elektromagnetického pole (feromagnetické materiály). [6] Obr. č. 24 Způsoby odlučování kovových příměsí [10] 56
57 Materiál postupuje skrz plášť rotujícího bubnu, kde je vystaven magnetickému poli. Kovové částice jsou působením tohoto pole vůči zbylému materiálu přitaženy k plášti. Při otočení pláště bubnu se dostanou mimo dostatečně silnou oblast magnetického pole, kde dochází k jejich uvolnění. [10] 9.4 Třídiče Při třídění různých zrnitostních frakcí materiál propadá sítem až po danou velikost a zrna větších rozměrů jsou odváděna pryč. Používají se síta drátěná z ocelového pletiva, plechová a také umělohmotná. Podle charakteru třídění jsou rozlišovány tyto skupiny třídičů: těžké (odhliňovací) hrubotřídiče, hrubotřídiče, třídiče pro mezioperační třídění, třídiče pro finální třídění. [6] Odhliňovací hrubotřídiče Jedná se o robustní konstrukci třídiče s kruhovým tvarem kmitů, jehož funkcí je primární třídění a odhlinění materiálu předcházející primárnímu drcení. Odloučením hlinité a písčité frakce od materiálu je docíleno vyššího výkonu v celé recyklační lince a také redukce zatížení primárního drtiče v průběhu procesu. Zařízení se skládá ze dvou třídících ploch. Horní plocha je zkonstruována z roštnic s kaskádami nebo vyztuženého plechu s dírami. Dolní část je roštová, sítová či prstová. Třídiče jsou instalovány na pružných podpěrách, jež umožňují snadnou regulaci sklonu dle pracovních požadavků. [21] Hrubotřídiče Tyto třídiče semimobilního typu nebo jako samostatné jednotky zajišťují sekundární třídění na dvě až tři zrnitostní frakce již primárně podrceného hrubozrnného materiálu. Součástí hrubotřídiče je také protiprašný kryt. [21] 57 Obr. č. 25 Hrubotřídič VGO 120x270/2 (http://www.dspprerov.cz/nasevyrobky/tridice/vibracni-hrubotridicevgo.html)
58 9.4.3 Vibrační třídiče Účelem vibračního třídiče je finální separace zrnitých a nelepivých materiálů s využitím pro suchou i mokrou technologii. Konstrukčně jsou vyráběny jako semimobilní nebo samostatné jednotky. Ocelová konstrukce se skládá z nosného rámu, ve kterém je zabudován pohyblivý rám s třídícími plochami. Pohyblivý rám je osazen výměnnými síty umožňující separaci materiálu na dvě až čtyři velikostní frakce. Třídiče jsou posazeny na pružných podpěrách zajišťujících regulaci polohy dle technologických požadavků kladených na tříděný materiál. Plynulý chod procesu je udržován regulací kmitů pohyblivého rámu, díky čemuž je docíleno kvalitního třídění. Vibrační pohyb vykonaný elektromotorem má tvar eliptický nebo kruhový. [21] Obr. č. 26 Vibrační třídič VTS 100x200/1 (http://www.dspprerov.cz/nase-vyrobky/tridice/vibracni-tridice-vts.html) 9.5 Pračky štěrku a písku Jsou určeny pro odstranění nežádoucích příměsí (organických, hlinitých, jílovitých atd.) z kameniva. Proces lze aplikovat těmito způsoby: a) zkrápění kameniva na sítech drtičů b) ve vynášecích rekuperátorech - do dolní části skloněných koryt rekuperátoru se nasype kamenivo určené pro praní, kde je postupně přiváděna voda. Vynášecím dopravníkem je materiál v korytě posouván, čímž je postupným promýváním zbavován drobných nečistot. c) bubnové pračky - materiál je vsypán do bubnu násypkou, kde je rotačním pohybem vynesen pomocí lopatek nahoru. Při volném pádu zpět na dno je 58