Aerogel. Stavební silikon. Polymetylmetakrylát. Polyvinylchlorid. Nejrůznější výrobky z recyklátů. Všechny tyto materiály spojují dvě věci − jedná se o druhy plastu používané ve stavebnictví. O tom, že stavebnictví a plasty patří nerozlučně k sobě, svědčí i čísla.
"Po obalovém průmyslu je stavebnictví druhým největším odvětvím využití plastů, a to zhruba z jedné pětiny celkové produkce," uvádí profesor Rostislav Drochytka z Ústavu technologie stavebních hmot a dílců na Fakultě stavební při Vysokém učení technickém v Brně (VUT).
Dominantní postavení má přitom nadále zmíněný polyvinylchlorid, zkráceně PVC. Přestože jde o materiál známý více než 100 let, jedná se o natolik snadno vyrobitelný, a přitom spolehlivý produkt, že jej při stavbách doposud nic nenahradilo.
Jak vyřešit problém s povalujícím se plastovým odpadem v českých lesích a zároveň nabídnout turistům v horách a odlehlých místech bezpečný úkryt před nepříznivým počasím? Trojice studentů Fakulty stavební VUT v Brně Štěpán Macek, Marco Aulisa a Ondřej Venclík spojila tyto dvě potřeby do jednoho projektu – Plastic Crystal.
"Plasty z lesa vysbíráme, očistíme, nameleme a následně přetavíme na vlastnoručně vyrobeném stroji v krásné a unikátní desky, které na konstrukci navrtáme," vysvětluje Aulisa. Tzv. útulny plánují rozjet jako komerční projekt. K dosažení stoprocentní recyklovatelnosti však musí autoři využívat pouze jednu skupinu plastů, a sice polypropylen. Ten se využívá na výrobu většiny obalů v potravinářství nebo v drogerii. Nelze však například používat klasické PET lahve, které mají jiný bod tání a vlastnosti. Desky z nich byly příliš křehké.
Čísla hovoří sama za sebe: 65 procent světové výroby PVC míří do stavebnictví, v Evropě je to dokonce 70 procent. Využití PVC je široké, vyrábějí se z něj profily, podlahoviny, vodotěsné fólie nebo trubky. Právě poslední jmenovaný segment rostl v uplynulých letech až o šest procent za rok. Důvodem byly především projekty v rozvinutých i v rozvojových zemích, kde se hojně investovalo do výstavby nebo rekonstrukce kanalizací. V rozvodných sítích má polyvinylchloridová trubka stěžejní význam.
Izolace pórovitým vzduchem
Plasty ve stavebnictví samozřejmě už dávno nejsou jen trubky nebo okna. Čím dál častěji se využívají materiály budoucnosti, jako je například aerogel. Látku, která byla zprvu využívána v kosmickém průmyslu, považují mnozí za nejdůležitější stavební materiál 21. století.
Aerogel má nejnižší známou hustotu ze všech pevných látek, přičemž 99,8 procenta jeho objemu tvoří vzduch, zbývající 0,2 procenta oxid křemičitý. Díky tomu je extrémně lehký a má porozitu přes 95 procent. Ideální využití tohoto materiálu je spatřováno v izolaci. Pár milimetrů silná vrstva aerogelu zajistí, že místnost se vyhřeje uvolňováním tělesného tepla a odpadne tak nutnost vytápět.
Oslovené stavební firmy v Česku však aerogel prozatím nevyužívají. Důvodem může být jeho vysoká cena v porovnání s klasickými izolanty, rovněž schází potřebná praxe s touto látkou.
Stavět z odpadu
Leckoho možná napadne, zda se na stavebnictví zaměří snahy na snížení produkce a využívání plastů, jako je tomu kupříkladu u obalového průmyslu. Profesor Drochytka si to nemyslí.
"Využití plastů jako takových se ve stavebnictví pravděpodobně omezovat nebude, a to z důvodu jejich specifických vlastností, které jdou jen těžko nahradit jinými materiály. Jako pravděpodobnější varianta se z hlediska trvale udržitelného rozvoje jeví spíše cesta navýšení využití recyklovaných materiálů, včetně legislativy," tvrdí profesor VUT.
Podle údajů Evropské komise se jen v Evropě každoročně vyprodukuje 25,8 milionu tun plastového odpadu, avšak na recyklaci míří pouze 30 procent z tohoto množství. Zbytek je buď skládkován, nebo spalován. Vědci i inovátoři doufají, že právě stavební průmysl by se mohl stát vhodným odkladištěm přebytečného plastového odpadu, který by se zpracoval ve stavební materiál.
"Touto problematikou se v našem ústavu zabýváme už velmi dlouho. Máme za sebou řadu projektů s podporou ministerstva průmyslu a obchodu nebo Technologické agentury České republiky. Příkladem je třeba patent cementového kompozitu, v němž jsou ve vysoké míře využita odpadní polyesterová vlákna, nebo rozbíhající se výzkum využití materiálů z listů větrných elektráren, které už dosloužily. Jedná se o polymerní materiály vyztužené skelným vláknem, jejichž využití ve stavebnictví by bylo optimálním řešením složité situace s jejich recyklací. Kromě toho zkoumáme využití odpadních polymerů v různých nových izolačních výrobcích nebo v polymerních podlahách," uvádí profesor Drochytka.
Cest, jak plastový odpad ve stavebnictví zpracovat, je přitom několik. "Využitím depolymerizace lze získat výrobek s prakticky identickými parametry jako u původního materiálu. Takové výrobky jde využít pro stejné aplikace jako primární produkty," říká Drochytka. Jedním dechem však dodává, že se jedná o velice technologicky a energeticky náročný proces.
Mnohem méně náročnou metodou je oproti tomu využití odpadních plastů jako součásti stavebních hmot, třeba betonu, malt nebo fasádních desek. "Jedná se o velmi progresivní oblast výzkumu, hlavně kvůli vysokému každoročnímu nárůstu plastového odpadu a vysokým objemům produkce stavebních hmot. V betonech je jimi možné nahradit části jednotlivých, zejména plnivových složek, avšak většinou je třeba ještě dalšího výzkumu," doplňuje Drochytka.
Sklo a plasty v betonu
Právě výzkumu využití odpadních plastů se věnují dlouhodobě ve vývojové strojírně Via Alta z Okříšek u Třebíče. "Naše know-how spočívá ve zpracování a využití směsných odpadních plastů, nečištěných a netříděných, a materiálů obtížně zpracovatelných nebo většinou zcela nevyužitelných, jejichž cesta končí ve spalovnách nebo na skládkách odpadu. Metoda zpracování spočívá ve využití zpracovatelských vlastností plastové složky a inertních plniv, které společně dosahují užitných vlastností podobných jiným, konvenčním materiálům," vysvětluje obchodní manažerka firmy Petra Foltýnová.
Výstupním materiálem jednoho z jejich přístrojů je kompozitní materiál vysoce podobný betonu − polymerní beton. "Pojivem v tomto kompozitu jsou netříděné a nevymývané směsné odpadní termoplasty. Plnivem pak nejrůznější inertní materiály, jako je písek, drcené obalové sklo, sklo ze solárních panelů či popílek. Výsledný produkt je svými charakteristikami velmi blízký klasickému betonu, na rozdíl od něj je ale nenasákavý, odolný průsaku tlakovou vodou a odolává povětrnostním podmínkám. Pro svou odolnost chemickým a rozmrazovacím látkám nebo schopnost roznášet vibrace je vhodný například do různých průmyslových provozů," nastiňuje možná využití Petra Foltýnová. Podle Rostislava Drochytky z VUT je tento typ kompozitu vhodný rovněž k opravám stávajících konstrukcí, musí se však aplikovat v suchém prostředí.
Stavební firmy v Česku zatím polymerní beton ani jiné inovativní materiály na bázi polymerů ve velké míře nevyužívají, což je zčásti dáno i legislativou, která k tomu příliš nemotivuje. Snaží se však jít cestou recyklace zeminy, asfaltů nebo kameniva.
"V oboru pozemních staveb se při rekonstrukcích v maximální možné míře třídí původní materiál, který většinou naši subdodavatelé dále zpracovávají. Jde například o cihelné bloky, dřevěné a ocelové konstrukce a podobně," říká mluvčí společnosti Metrostav Vojtěch Kostiha.
"U staveb, které cílí na získání certifikátu udržitelné výstavby, podíl využití odpadu pro recyklaci detailně sledujeme a vykazujeme. Není výjimkou, že přesahuje více než 80 procent množství přepočteného na váhu. Vyhledáváme rovněž technologie, které by podíl druhotných surovin postupně navyšovaly. Zatím vždy platí, že se druhotných surovin a recyklátů ze staveb využívá pro nenosné části stavby," vysvětluje Kostiha.
Článek byl publikován v komerční příloze HN Život s moderními plasty.
