Výskum doktoranda Stavebnej fakulty STU Ing. Samuela Paulíka prináša významný posun v oblasti ekologického stavebníctva. Vyvinul cenovo konkurencieschopnú betónovú zmes s úplnou náhradou hrubého prírodného kameniva stavebným recyklátom. Táto betónová zmes bola zároveň použitá na stavbe reálneho mosta, čo predstavuje unikát v slovenskom aj európskom kontexte.
Výskum betónu s recyklovaným kamenivom prebieha vo svete už roky, no jeho využitie v praxi doteraz narážalo na praktickú aplikáciu. Prelom v tejto oblasti prináša výskum Ing. Samuela Paulíka, doktoranda programu teória a konštrukcie inžinierskych stavieb. Vo svojej dizertačnej práci sa venuje téme efektívneho zhodnocovania betónového recyklátu pre praktické použitie v pozemnom a inžinierskom staviteľstve. V spolupráci s komerčnou firmou pracoval na vývoji vhodnej receptúry betónovej zmesi. Bratislavský samosprávny kraj umožnil tento inovatívny betón použiť pri výstavbe mosta, ktorého spoluprojektantom je jeho školiteľ doc. Ing. Peter Paulík, PhD. Ide o prvú aplikáciu so stopercentnou náhradou hrubého prírodného kameniva v mostárstve na Slovensku a jednu prvých v Európe.
Aké kvality má táto unikátna zmes, na ktorom moste prebieha pilotná aplikácia a čo bude nasledovať po jeho postavení, sme sa zhovárali s doktorandom Ing. Samuelom Paulíkom a jeho školiteľom doc. Ing. Petrom Paulíkom, PhD., z Katedry betónových konštrukcií a mostov SvF STU.
- Aký je cieľ vášho doktorandského výskumu?
Ing. Samuel Paulík: Jedným z cieľov mojej dizertačnej práce bolo vyvinúť betónovú zmes s recyklovaným kamenivom, ktorá sa svojimi vlastnosťami vyrovná konvenčnému konštrukčnému betónu, nielen pevnosťou, ale najmä trvanlivosťou. Zmes, ktorá sa použila na stavbe mosta, spĺňa parametre na úrovni referenčného betónu použitého v druhej polovici opory, pričom množstvo cementu sme zachovali rovnaké. Kritériom bola aj cena, ktorá nemala presiahnuť cenu klasického betónu.
- Aké to je vidieť výsledok výskumu použitý na reálnej stavbe?
Ing. Samuel Paulík: Súčasný stav poznania v oblasti recyklovaného betónu ponúka množstvo teoretických dát, avšak ich reálna implementácia v mostnom staviteľstve je nízka. Tento objekt predstavuje pilotnú aplikáciu na Slovensku a ide o jeden z prvých európskych prípadov, kedy bolo v nosnej konštrukcii mosta kompletne substituované hrubé prírodné kamenivo za recyklovaný betónový agregát, a to v plnom rozsahu. Realizácia tohto projektu je pre mňa dôkaz, že prepojenie tohto experimentálneho výskumu s reálnou konštrukciou je možné a predstavuje významný krok k inovácii v mostnom staviteľstve.
- Aké budú ďalšie kroky?
Ing. Samuel Paulík: Ďalšou častou výskumu bude monitorovanie materiálu priamo na stavbe a overenie toho, ako sa zmes správa v reálnych podmienkach v dlhodobom horizonte, teda nielen v laboratórnom prostredí. Výsledky monitoringu budú podkladom pre širšie uplatnenie tejto technológie v inžinierskych projektoch.
- Téma práce vášho doktoranda sa týka využitia betónového recyklátu v staviteľstve. Prečo sa betón s recyklovaným kamenivom v praxi zatiaľ takmer nepoužíva?
Doc. Peter Paulík: Výskum betónu s recyklovaným kamenivom je predmetom množstva výskumov už po dlhé roky, avšak praktické aplikácie sú zatiaľ mizivé. Pripisujem to najmä tomu, že zatiaľ len veľmi málo výskumov bolo zameraných na praktické aplikácie. Tam už rozhoduje aj cena betónu. Preto musíte vyvinúť receptúru, ktorá splní všetky parametre vrátane trvanlivosti a zároveň bude v rovnakej cene ako štandardné betóny. Mám rád výskum, ktorý vedie k praktickým aplikáciám a Bratislavský samosprávny kraj nám umožnil aplikovať tento druh betónu na reálnej stavbe. Keďže doteraz sa takýto betón nikde nepoužil, investori sú opatrní. V tomto smere je BSK veľmi ústretový tým, že podporuje rôzne inovácie.
- Koľko rokov výskumu predchádzalo vyvinutiu tejto betónovej zmesi a jej aplikácii?
Doc. Peter Paulík: To sa ťažko definuje, keďže sme nabehli na už rozbehnutý výskum a 2 roky trvalo doladiť receptúru a nájsť možnosť, kde ju otestovať.
- Ste spoluautorom projektu mosta, na ktorom prebieha pilotná aplikácia. Už pri jeho projektovaní ste plánovali, že bude využitý na tento účel?
Doc. Peter Paulík: Áno, aj keď návrh mosta to nijako významne neovplyvnilo. Práve opory mostov sú vhodným adeptom na tieto aplikácie, keďže sú masívne.
- Kde sa stavia tento most a má aj iné špecifiká, prečo je vhodný na testovanie?
Doc. Peter Paulík: Most sa stavia v Stupave a je vhodný z viacerých hľadísk: dobrá dostupnosť, povrch opôr nie je viditeľný z blízkeho okolia, preto umožňuje vykonávať na ňom skúšky bez toho, aby to niekomu mohlo prekážať.
- Ako dlho by mal trvať monitoring, aby sa ukázalo správanie materiálu v reálnych podmienkach a aby sa zmes mohla začať využívať vo väčšom meradle?
Doc. Peter Paulík: Prvé výsledky budú zrejme približne po jednom roku, ale most budeme sledovať po dobu celej jeho životnosti, aj keď je jasné, že to bude musieť v nejakom čase prevziať niekto mladší. Urýchlené skúšky na trvanlivosť v laboratóriu budú zrejme do pár mesiacov, čo by malo stačiť na to, aby sa táto receptúra začala používať vo väčšom meradle, najmä na opory mostov.
- Použitie takejto zmesi je unikátne v rámci Slovenska aj Európy. Evidujete už teraz záujem o výsledky projektu aj zo zahraničia?
Doc. Peter Paulík: Zatiaľ sme nepublikovali žiadny článok, keďže sme nemali hotovú praktickú aplikáciu, ale očakávame, že oň bude veľký záujem.
Spolupráca akademického prostredia, priemyslu a samosprávy úspešne preniesla teoretický výskum do skutočnej stavby. Most v Stupave tak bude popri dopravnej funkcii slúžiť aj ako dlhodobé laboratórium v reálnych podmienkach. Na vývoji zmesi a aplikácii sa podieľa aj ďalší člen Katedry betónových konštrukcií a mostov SvF STU Ing. Jakub Gašpárek, PhD. Spoluprojektantom mosta je Ing. Peter Havlíček. Poďakovanie patrí Bratislavskému samosprávnemu kraju, ktoré toto testovanie umožnilo.
------------------------------
Táto práca bola financovaná EÚ NextGenerationEU prostredníctvom Plánu obnovy a odolnosti SR v rámci projektu č. 09I03-03-V04-00275.
Zhovárala sa: Tatiana Zaťková, zdroj foto: doc. Ing. Peter Paulík, PhD., Katedra betónových konštrukcií a mostov SvF STU
