A bontott beton nem hulladék, hanem nyersanyag – csak nem mindegy, milyen technológiai fegyelemmel nyúlunk hozzá. A PTE MIK Partners Nap 2025 előadásán azt igyekeztünk bemutatni, hogy készíthető-e vízzáró szerkezeti transzportbeton úgy, hogy a durva adalékanyag egy része újrahasznosított frakció legyen. Célunk az volt, hogy az újrahasznosított adalékanyag ne kockázatot, hanem tervezhető paramétert jelentsen.

Egy valós, különböző bontási anyagok felhasználására épülő, két ütemben megvalósult kísérletsorozat tapasztalatait foglaljuk össze.

Hogyan születhet újjá a beton – az egyik legnagyobb környezeti terhelést okozó építőanyag – fenntarthatóbb, körforgásos szemléletben? A középpontban az a kérdés áll: van-e élet a bontás után – és ha igen, hogyan teremthetünk belőle újra építőanyagot, esetünkben vízzáró szerkezeti betont. A körforgásos szemlélet lényege, hogy az anyag nem hulladék, hanem új kiindulópont.

A motiváció kettős: az építési‑bontási hulladékok mennyisége jelentős, miközben a beton alapanyag‑ellátása (adalékanyag) egyre inkább költség- és kockázati tényező.

Bizonyos jelenleg rendelkezésre álló primer-alapanyag frakciók (OK 8/16) helyettesítéséről előbb-utóbb gondoskodni szükséges. A bányában kitermelt adalékanyag közel 60–70%-a homok, egyre kevesebb a durvafrakció-tartalma. Például az általunk használt keverékek is jól mutatják, hogy a betonban felhasznált kavics frakció az adalékanyag-ös – szetétel mintegy 60%-a. Ezt a különbözetet valamilyen módon hosszú távon kezelni kell.

1. táblázat: Alapösszetétel

Anyagok, keverékek, vizsgálatok
A kutatás alapanyaga: a szélesebb kutatási programban több különböző forrásból származó újrahasznosított adalékanyagot vizsgáltunk (például ismert szilárdságú előregyártásból származó, ismeretlen forrásból származó tiszta betontörmelék, illetve vegyes törmelék).

Kiinduló referenciakeverék: C30/37-XC3- XV2(H)-16-F4 [1. táblázat]

A természetes 4/8 és 8/16 frakciók 15%- os, illetve 30%-os arányú helyettesítését vizsgáltuk újrahasznosított adalékanyaggal. A frissbeton szempontjából kiemelt szerepet kapott a konzisztencia-eltarthatóság (5–30– 60 perces konzisztenciakövetés); irányadónak a 60 perc eltarthatóságot, vagy a legfeljebb 100 mm konzisztenciaesést tekintettük. A megszilárdult betonok esetén a 28 napos nyomószilárdság és a vízbehatolással szembeni ellenállás vizsgálata adta a fő minősítő szempontokat.

1. grafikon: Konzisztencia-eltarthatóság 10 cm terüléscsökkenéshez szükséges idő MSZ EN 12350-5:2019 szerint (I. ütem)

Hazai környezetben az újrahasznosított adalékanyaggal készült betonok alkalmazására az MSZ 4798:2016 betonszabvány tartalmaz előírásokat és ajánlásokat. Az újrahasznosított adalékanyagokat testsűrűség, Los Angeles-aprózódás és Micro-Deval-kopás szerint minősítettük. A testsűrűség minden forrásnál megfelelő (≥2100 kg/m³), a Los Angeles-aprózódás-vizsgálat feltételei is teljesültek minden forrásból származó adalékanyag esetén, hogy betonban alkalmazható legyen az európai és a magyar szabvány ajánlásai alapján.

A magyar szabvány előírásai (MSZ 4798:2016 NAD E2) és határértékei szerint a vizsgált minták nem felelnek meg az adott környezeti osztályú beton gyártásához. Érdekességképpen érdemes megjegyezni, hogy a szabvány követelményei alapján az újrahasznosított adalékanyagnak (ami sok esetben darált beton) a zúzottkövekhez hasonló kőzetfizikai tulajdonságokkal kellene rendelkeznie. Mivel a szabvány több környezeti osztály esetén lehetővé teszi a megfelelőség igazolását betonösszetétellel, ennek megfelelően többfázisú próbakeverés-sorozatot végeztünk.

I. ütem – Kiemelkedő nyomószilárdság, kritikus eltarthatóság
Az I. ütemben az újrahasznosított adalékanyag tömegállandóságig visszaszárítva került a keverékekbe. Az eredmények kedvezőek voltak: a referenciakeverék nyomószilárdsága ~51 MPa, míg az újrahasznosított adalékanyaggal készült keverékek jellemzően ~52– 57 MPa nyomószilárdsági tartományban alakultak [2. grafikon]. A vízbehatolási mélységek is jól tarthatók voltak (jellemzően ~13–15 mm; referencia ~12 mm).

2. grafikon: Keverékek átlagszilárdsági értékei 28 napos korban MSZ EN 12390-3:2019 szerint (I. ütem)

A frissbeton viselkedése ugyanakkor konzisztencia-eltarthatóság szempontjából nem volt elfogadható. A porózus adalékanyag rövid idő alatt jelentős mennyiségű vizet vett fel a keverővízből, a konzisztencia gyorsan összeomlott: a 10 cm-es konzisztencia-csökkenéshez tartozó idő a referencia ~105 percével szemben több újrahasznosított adalékanyagból készült keveréknél ~12 perc volt [1. grafikon]. Következtetésként elmondható, hogy az eltarthatóság a kritikus kockázat, és ezt nem lehet „jó szilárdsággal” kompenzálni.

II. ütem – Technológiai stabilizálás
A II. ütem célja kifejezetten a bedolgozhatóság, konzisztencia-eltarthatóság volt. Első lépésként az újrahasznosított adalékanyagot 5 percre keverés előtt vízbe áztattuk; kompenzálva ezzel az adalékanyag nagy fokú kezdeti, rövid idejű vízfelvételét. Az eltarthatóság javult: a 10 cm konzisztencia-csökkenéshez tartozó idők ~35–55 perc tartományba kerültek. Ugyanakkor az áztatás által bevitt többletvíz a nyomószilárdsági és vízzárósági eredmények visszaesését eredményezte (több keveréknél ~45–48 MPa) a helyettesítési arány növelésével [2. grafikon].

A stabil, üzemi szempontból is megbízható megoldást végül a cementtípushoz illesztett speciális adalékszerek (adszorpciógátló és folyósító) adták. Ezzel a 10 cm konzisztencia-csökkenéshez tartozó idők ~85–128 perc között alakultak, tehát teljesítették a 60 perces elvárást [3. grafikon]. Ezzel párhuzamosan a 28 napos nyomószilárdság több esetben ~58–64 MPa-os értékre emelkedett [4. grafikon], a vízbehatolási mélységek pedig ~9–15 mm között maradtak.

3. grafikon: Konzisztencia-eltarthatóság 10 cm terüléscsökkenéshez szükséges idő MSZ EN 12350-5:2019 szerint (II. ütem)

A két ütem együttes üzenete: az újrahasznosított adalékanyag reális alternatíva, de a vízfelvevő képesség és a (hatékony) effektív v/c kezelésének hiánya azonnal teljesítménycsökkenéshez vezethet.

Karbonlábnyom és gazdaságosság – hol van a valódi nyereség?
A karbonlábnyom (CO₂-egyenérték) alkalmas mérőszám a fenntarthatóság szintjének összehasonlítására.

A karbonlábnyom-számítás ciklusmodelljei közül a szakirodalomban „cradle-to-gate” néven említett megközelítéssel számítható leginkább a környezetre gyakorolt hatás a gyártás kezdetétől az értékesítés pillanatáig. A vizsgált szerkezet megvalósításához kapcsolódó, nyomon követhető anyag- és folyamatadatokat rögzítettük, beleértve a helyszínre szállítást és a beépítéshez kapcsolódó tételeket is. A vizsgált szerkezetben nem meglepő módon a beton rendelkezik az egyik legmagasabb CO₂-egyenértékkel, az alkotókon belül pedig a cement.

4. grafikon: Keverékek átlagszilárdsági értékei 28 napos korban MSZ EN 12390-3:2019 szerint (II. ütem)

A számítások alapján a magasabb kiegészítőanyag-tartalmú cementek alkalmazásával a keverék karbonlábnyoma érdemben mérsékelhető a portlandcement-alapú keverékekhez képest. Az újrahasznosított adalékanyaggal készített beton karbonlábnyoma a természetes adalékanyaggal készült betonéhoz képest nem kedvezőtlenebb. Ugyanakkor ez az eredmény érzékeny az újrahasznosítás módjára (energiaigény, technológia), valamint a logisztikára: a forrás és a felhasználási hely közötti szállítási távolság jelentősen befolyásolhatja az összképet. A valódi érték a körforgás: a bontott anyagot nem kidobjuk, hanem visszaforgatjuk, csökkentve a primer alapanyag-igényt és a hulladékot.

A körforgásos építést gazdaságilag is lehet racionalizálni. Csökkentheti a lerakási költségeket, rövidítheti a szállítási útvonalakat (bizonyos szállítási határok között), és új piacot nyithat a hulladékfeldolgozó és betonipari szereplők előtt. Tehát ez nemcsak anyagvizsgálat, hanem egy fenntartható jövő modellje is lehet az építőipar számára. A gyártási költségeket több irányból vizsgáltuk: egymással összevetettük az újrahasznosított és a természetes adalékanyaggal készített keverékek előállítását. A tanulság egyértelmű: minden esetben elengedhetetlen egy jól racionalizált költségbecslés elvégzése, valamint egy jól megválasztott géplánc, és az egyre szélesebb körben történő felhasználás esetén a két összetétel bekerülési költsége egyre inkább közelíthet egymáshoz.

A körforgásos gondolkodás ma már ipari szinten is kézzelfogható. Az alkalmazhatóság azonban nem általánosítható: a keverék, a felhasználási környezet és az adalékforrás együtt határozza meg a teljesítményt. Ezért minden projekt esetén szükséges a megfelelő vizsgálati igazolás. Összességében a körforgásos építés két szinten bizonyított: technológiailag – mert a 30% újrahasznosított adalékanyagot tartalmazó beton nem gyengébb teljesítőképességű; és szemléletileg – mert a bontott anyag nem a múlt terhe, hanem a jövő erőforrása.

Felhasznált források/Hivatkozások
[1] MSZ 4798:2016
[2] BV-MI 01:2005 (H): Betonkészítés bontási, építési és építőanyag-gyártási hulladék újrahasznosításával.
[3] CeMBeton (2020): Körforgásos gazdaság.
[4] V. Nagy Z. (2022): Karbonlábnyom-számítás épületekben, Mérnök Újság, XXIX. évf. 1–2. sz.
[5] LETI (2020): Embodied Carbon Primer – Supplementary guidance to the Climate Emergency Design Guide.
[6] Cement Sustainability Initiative (CSI) (2005): The Cement CO₂ Protocol.
[7] Bányai, K.; Czoboly, O.; Menyhárt, K.; Orbán, Z. (2025): Az adalékanyag-ös – szetétel hatása az újrahasznosított beton tulajdonságaira és a teljesítmény javítása speciális adalékszerek használatával. Materials, 18, 1108. DOI: 10.3390/ma18051108
[8] PTE MIK Partners Nap 2025 előadásanyag (Bányai K.)

(fotók, ábrák: a szerző)