Zrównoważone budownictwo drogowe: Aggneo Pro w podbudowach i nawierzchni z betonu wałowanego

Wykorzystanie kruszyw z recyklingu staje się priorytetem w polskim budownictwie infrastrukturalnym, co wynika z ograniczonej wystarczalności zasobów naturalnych. Obecne zasoby przemysłowe piasków i żwirów zapewniają bezpieczną eksploatację na około 23 lata, a kruszyw łamanych na około 47 lat. Dodatkowo, bariery środowiskowe i administracyjne (m.in. długotrwałe procedury uzyskiwania decyzji środowiskowych i zgód samorządów) sprawiają, że wydobycie naturalne nie zawsze nadąża za rosnącym popytem. W rezultacie, kruszywa pochodzące z recyklingu budowlanego, w tym z rozbiórki betonu, zyskują na znaczeniu.

Kruszywa z recyklingu są pozyskiwane w procesie obejmującym wstępne sortowanie, kruszenie i frakcjonowanie. Stosowane są w wielu kierunkach budownictwa:

• Budownictwo infrastrukturalne: jako kruszywo łamane do konstrukcji podbudów (frakcje 0/31,5 mm; 0/63 mm).
• Betoniarnie: jako grysy do betonu (frakcje 2/8 mm; 4/8 mm; 4/16 mm; 0/16 mm).
• Stabilizacje i mieszanki związane spoiwami hydraulicznymi: frakcje 0/2 mm, 0/16 mm, 4/16 mm.

Właściwości kruszyw z recyklingu różnią się od kruszyw naturalnych. Charakteryzują się wyższą nasiąkliwością oraz wyższą zawartością pyłów. Ich odporność na rozdrabnianie w badaniu Los Angeles, spełnia wymagania nie tylko do stosowania w podbudowach, ale również może wartości te mogą konkurować z kruszywem pozyskiwanym w tradycyjny sposób. Bowiem wartości parametru odporności na rozdrabnianie oscyluje na poziomie LA30-35. Można zatem stwierdzić, że w przypadku odpowiedniego doboru kruszywa z recyklingu może być ono bardzo uniwersalne do stosowania przy różnych kierunkach implementacji.

Wyniki Badań Wytrzymałościowych

Aggneo Pro może być powszechnie stosowane w różnych materiałach. Najczęściej stosuje się je w betonach, mieszankach związanych oraz stabilizacjach. Każdy z tych produktów wymaga odpowiedniego doboru stosu okruchowego w zależności od tego jaki materiał konstrukcyjny ma stanowić. W przypadku dodatku kruszywa Aggneo Pro w ilości ok 80% w stosunku do piasku drobnego można uzyskać wyniki wytrzymałości wyższe o 20-30% (Wykres 1):

Image

W przypadku mieszanek związanych zaobserwowano podobną zależność. Wykorzystanie kruszywa Aggneo Pro spowodowało wzrost wytrzymałości dla poszczególnych klas o ok. 20-40% w zależności od klasy, zgodnie z poniższym wykresem (Wykres 2).

Image

Kruszywo Aggneo Pro może być również stosowane w betonie wałowanym. Przy Zakładzie Nowa Huta w Krakowie wybudowano plac z betonu wałowanego w roku 2021, gdzie wykorzystano w recepturze betonowej ok 20% kruszywa Aggneo Pro frakcji 46-22,4 mm. Podczas wbudowania była wymagana odpowiednia pielęgnacja oraz potrzeba wykonania dylatacji (Rys. 1).

Image

Wygląd betonu wałowanego wskazuje na jednorodną strukturę, bez zjawiska tzw. „gniazd kruszywa”, które powodują korozję betonu w postaci złuszczenia kruszyw w trakcie eksploatacji. Oczywistym faktem jest to, że beton wykonywany w technologii wałowania należy dylatować. Ponadto wykonano odcięcie krawędzi w celu obserwacji makrotekstury betonu. Jak widać na Rys. 2 nie jest możliwe odróżnienie kruszyw w profilu przecięcia warstwy.

Image

Kruszywo z recyklingu stanowi efektywny i sprawdzony substytut kruszywa naturalnego w stabilizacjach, mieszankach związanych oraz betonach. Kluczowe jest odpowiednie dobranie proporcji, które zapewnia osiągnięcie wymaganych parametrów zagęszczenia i trwałości końcowego produktu. Zgodnie z przepisami, kruszywo z recyklingu podlega tym samym wymaganiom dopuszczenia do stosowania co inne kruszywa wykorzystywane w budownictwie.

Na podstawie przedstawionego programu badawczego i doświadczeń Holcim Polska S.A. potwierdzono, że kruszywo z recyklingu Aggneo Pro może stanowić efektywny substytut kruszywa naturalnego w materiałach wykorzystywanych w konstrukcjach drogowych. Są to przede wszystkim mieszanki związane, stabilizacje, czy też nawierzchnia z betonu wałowanego.  Po kilku latach od wbudowania, nawierzchnia spełnia swoje zadanie i przeznaczenie, co widać na zdjęciach (Rys. 3).

Image

Co najważniejsze, prawidłowo zbudowana nawierzchnia betonowa, po zakończeniu cyklu życia,  może zostać w 100% całkowicie i bezpiecznie wykorzystana jako kruszywo recyklingowe w budownictwie. To czyni betonowe nawierzchnie nie tylko trwałym, ale i w pełni zrównoważonym rozwiązaniem materiałów w gospodarce obiegu zamkniętego. Rozwiązania bazujące na cemencie mogą być skutecznym środkiem w dekarbonizacji budownictwa nie tylko teraz, ale również w dalekiej przyszłości.