Témata
Reklama

Drátky z kovového odpadu a pneumatik

Strojní průmysl by mohl výrazně přispět k získávání drátků z uvedených odpadů, případně i z jiných odpadů, ze kterých lze vyrobit drátky reálně využitelné ke ztužení struktury drátkobetonu.

Drátkobeton, betonový kompozit ztužený náhodně rozptýlenými (kovovými?) vlákny, je stále častějším požadavkem v případě podlah průmyslových hal, ale vhodný je i pro různé betonové výrobky, jako jsou roury či vodní vpusti. Dlouhodobě jej však provází omezení způsobené vysokou cenou drátků ve vztahu k hmotnostní dávce drátků na jednotku objemu potřebné pro výrobu konstrukčních betonů. Drátkobetony s vyššími hmotnostními koncentracemi drátků se tak stávají pro investory finančně nezajímavé. Příspěvek uvádí možnosti využití kovového odpadu k výrobě drátků vhodných pro drátkobeton, avšak s nižší cenou oproti známým typům drátků nabízených současnými výrobci. Výroba drátků vyrobených z kovových odpadových pásků probíhá v současné době průmyslově a u kordových vláken, vhodných pro výrobu drátkobetonu, je průmyslová výroba ve stavu výzkumu. Zatím se podařilo tato vlákna vyrobit pouze v omezeném množství a potvrdit jejich vhodnost pro výrobu tohoto kompozitu.

Reklama
Reklama
Reklama

Hmotnostní dávka drátků pro výrobu

Jak již bylo řečeno, drátky ztužují strukturu drátkobetonu, což znamená, že užitá hmotnostní dávka drátků na jednotku objemu vyrobeného drátkobetonu je dostatečná.

Porovnání nesprávného a správného návrhu složení směsi. Čerstvě vyrobený vláknobeton s ocelovými vlákny: a) příliš krátká vlákna, b) nižší než minimální hmotnostní dávka, c) správný návrh směsi. Zpracovaný vláknobeton: d) a e) dochází k segregaci kameniva a drátků, f) vláknobeton je homogenní.

Dostatečnou hmotnostní dávkou drátků se rozumí, že drátky zajistí potřebné mechanické vlastnosti a přispějí k tvorbě homogenní struktury. Hmotnostní dávka nemůže být nikdy konstantní při širokém spektru vyráběných drátků a proměnnosti užitého kameniva. Vždy bude třeba přihlédnout k tvorbě struktury cementového kompozitu, a to zejména k množství a velikosti hrubé frakce kameniva a užité dávce drátků a její geometrii tak, aby drátky a hrubá frakce kameniva tvořily základní kostru struktury drátkobetonu. Z výše uvedeného jednoznačně plyne, že každý drátkobeton má svoji recepturu provedenou separátním návrhem s cílem dosáhnout potřebných charakteristik ztvrdlého drátkobetonu se zárukou jeho homogenity. Podle výsledků zkoušek se dlouhodobě ukazuje, že minimální hmotnostní dávka drátků, která je schopna ztužit strukturu drátkobetonu, je asi 40 kg/m3, to je cca 0,5 % objemového ztužení. Z uvedeného též plyne, že hmotnostní dávky drátků v rozmezí kolem 20 kg/m3 současně užívané k výrobě drátkobetonu nejsou zárukou tvorby jeho homogenní struktury, obzvláště jsou-li dávkovány do již navrženého čerstvého betonu jako další složka. Bez návrhu receptury, tj. úprav ve vztahu k užité hmotnostní dávce drátků a potřebné dávce hrubého kameniva, se nedoporučuje drátkobeton vyrábět.

Důraz na snížení ceny

Příčina užití nízkých hmotnostních dávek drátků spočívá především v jednotkové ceně drátků (Kč/kg) a navíc i v podceněné technologii výroby drátkobetonu obecně. Výsledkem je proto v současnosti užití drátkobetonu především v nenáročných konstrukcích. Takto malé hmotnostní dávky drátků pro drátkobetony na nosné konstrukce nejsou zárukou spolehlivosti a bezpečnosti. Překlenout tyto skutečnosti mezi potřebnou hmotnostní dávkou drátků pro výrobu konstrukčního drátkobetonu a jejich přijatelnou cenou lze pouze snížením jednotkové ceny drátků (Kč/kg). Snížení současné ceny drátků je ovšem těžko uskutečnitelné, neboť drátkobeton je stále nosným konstrukčním materiálem vyráběným v malých objemech, a tudíž konkurenční tlak vyvíjený na výrobu drátků je velmi malý. Snížení ceny drátků vyráběných z odpadů, nebo lépe z druhotných surovin, by umožnilo zvýšení hmotnostní dávky drátků a následné použití drátkobetonu i v náročnějších provozech.

Drátky z odpadových kovových pásků

Rozhodující pro výrobu drátků z tohoto odpadového materiálu jsou tlakové a tahové pevnosti v rozmezí 350 MPa až 450 MPa. V každém případě vyrobené drátky jsou tak kvalitnějším materiálem než beton, a proto jejich vliv ve struktuře cementového kompozitu musí být přínosný. Tvrdost a poddajnost kovového odpadu, z něhož jsou drátky vyrobeny, vedly výrobce drátků k omezení na délku cca 30 mm z důvodů technologických, v případě jejich užití do struktury drátkobetonu.

Kovové pásky pro výrobu drátků
Shluk vyrobených drátků
Detail vyrobených drátků

Detail vyrobených drátků v porovnání s původním kovovým páskem

Drátky z vyřazených pneumatik

Kordová vlákna, která se nacházejí ve vyřazených pneumatikách, jsou velmi kvalitní s pevností v tahu kolem 2 200 MPa. Technologickým problémem (avšak řešitelným) je jejich separace. I zde, jako v případě vláken vyrobených z kovových pásků, se ukázalo, že z pohledu výroby technologie konstrukčního drátkobetonu je potřeba upravit jejich délku na cca 10 mm.

Vyřazené pneumatiky
Vyrobené drátky z kordových vláken

Drátkobeton s uvedenými typy drátků

Omezené množství drátků z kordových vláken z pneumatik vedlo k omezenému množství experimentálních zkoušek, tj. k získání charakteristik drátkobetonu. Podle prvních výsledků těchto zkoušek při dávkování vyšších koncentrací drátků (v součtu 150 – 200 kg/m3) se podařilo vyrobit drátkobeton s průměrnými hodnotami pevností v tlaku 150–180 MPa na standardních zkušebních tělesech při minimálním rozptylu výsledků. Rovněž tahové pevnosti vyrobeného drátkobetonu byly při experimentálních zkouškách 4x–5x vyšší než u běžně vyráběných drátkobetonů. Při takovýchto hmotnostních koncentracích drátků se dá očekávat, že i další charakteristiky drátkobetonu budou navýšeny. Mezi tyto charakteristiky patří například objemové změny (prozatím experimentálně neověřeno).

Mezioborová spolupráce

Příspěvek ukazuje jednu z možností transferu znalostí v oborech stavebnictví a strojírenství; hledá cesty k řešení problému, v tomto případě ke zvýšení potřebné hmotnostní dávky drátků pro výrobu konstrukčních drátkobetonů snížením jejich ceny. Užitím těchto drátků by se neměla zvýšit cena drátkobetonu oproti současnosti, avšak měly by se zlepšit jejich charakteristiky – pevnost, přetvárnost, homogenitu, což může být pro navrhovatele nosných konstrukcí zajímavé. Uvedené příklady dvou typů drátků vyrobených z odpadových surovin, v tomto případě odpadových kovových pásků a vyřazených pneumatik, je třeba chápat jako cestu k částečnému řešení problému, tj. ceny konstrukčního drátkobetonu. Vyrobené drátky svými charakteristikami a parametry nemohou pokrýt celé spektrum drátkobetonu, které je a bude možné využívat v betonovém stavitelství. V každém případě jejich přítomnost na trhu drátků vhodných pro výrobu drátkobetonu vytvoří tlak na ceny drátků současně nabízených. Drátky současné výroby budou i nadále využívány pro výrobu drátkobetonu, protože tento materiál by svými charakteristikami měl pokrýt potřebu při návrhu vytypovaných konstrukcí. Užití těchto dvou typů drátků při výrobě drátkobetonu současně přispěje i k řešení, jak smysluplně zpracovat a likvidovat kovový odpad ve prospěch životního prostředí. Vliv uvedených dvou typů drátků na přesné charakteristiky drátkobetonu není obsahem tohoto příspěvku.

Doc. Ing. Jan Vodička, CSc.
Ing. Václav Ráček, FSv ČVUT v Praze

Foto: autor

Reklama
Související články
BIM otevírá dveře k robotizaci stavebnictví

Robot, který místo člověka postaví zeď, nanese omítky nebo třeba takový, co vyvrtá díry pro rozvody vody či elektřiny. To není sci-fi ani budoucnost vzdálená staletí. Je to realita, kterou máme (nebo můžeme mít) nadosah. Zásadní úlohu v nástupu robotů na stavby přitom hraje metoda BIM, přesněji digitální model stavby (DiMS). Právě ten totiž nese informace potřebné k řízení automatických nebo poloautomatických strojů, které mají lidem výrazně ulehčit práci.

Stroje v pohybu: Velký ocelový krtek

Tentokrát se za pohyblivými stroji vypravíme pod zem. Představíme vám stroje, které dokážou účinně, rychle, bezpečně a bez použití trhacích prací prorazit tunel a zároveň postavit jeho ostění. Jde o plnoprofilové razicí stroje, označované zkratkou TBM (Tunnel Boring Machines). Česky se tento způsob ražby nazývá „technologie mechanizovaného tunelování“.

Příklady táhnou:
Krásné, velké, chytré domy

Olympijský stadion v Londýně – London Stadium, West Ham United s kapacitou 45 000 diváků – byl po rozsáhlé transformaci slavnostně otevřen v září 2015. Od té doby se zde odehrály zápasy mistrovství světa v ragby a další sportovní i kulturní události, například koncert Rolling Stones. Zajímavou i nádhernou střechu stadionu navrhl český architekt, absolvent FA ČVUT, Vladimír Mašínský. Jeho životní vášní jsou však nejen sportovní stadiony, ale obecně velké, chytré budovy.

Související články
MM Podcast: Glosa - Jak se upekl dort (Národního plánu obnovy)

Národní plán obnovy ČR a jeho objem 191 mld. Dokážeme jej skutečně využít? Na Slovensku kolem premiéra Krečmara vzniká poradní tým odborníků, které do tohoto postu neuvedla politická loajalita, jak tomu bývá u nás, ale skutečné zkušenosti globálního charakteru např. s vlastním podnikáním a zaváděním inovací do praxe. Mají jasno, co budoucí průmysl pro nakopnutí země potřebuje. Žádný politický populismus, žádné zpátečnické názory. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Podíl architektury na konkurenceschopnosti firmy

Česká architektura zažívá po letech stagnace svůj restart. Poptávka po kvalitním designu a funkčnosti staveb je na vzestupu. Jak si stojí česká komerční a průmyslová architektura, jak ovlivňuje image firmy, její kulturu, včetně mediálního obrazu, na to se naše redakce zeptala Ing. arch. Jiřího Opočenského.

Inženýrská akademie ČR - Optimální řešení pro dokonalé projekty

Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem - podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

Inženýrská akademie ČR - Města chytrá i odolná

Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem - podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

Made in Česko – Věž pro Svatou zemi

Píše se letopočet 2017 a pro další rok se chytají dvě významná výročí – 100 let od založení Československa a 70 let od založení státu Izrael. Jak lépe přispět k oslavám obou těchto událostí, tvořících historii, než vybudováním výjimečné české stavby, která by ozdobila historické hlavní město Svaté země – Jeruzalém?

Budoucnost výroby tkví v inovacích Část 4. Využití modelu BIM

Jsme zemí s průmyslovou tradicí, díky níž jsme se z provincie stali jednou ze předních ekonomik světa. Dnes ale nedokážeme plně využít inovační potenciál a zaostáváme za vyspělou Evropou. Co nás brzdí? Seriál, který připravují odborníci společnosti Autodesk, se na příkladech dobré praxe snaží nastínit možné cesty, jak by firmy a jedinci mohli zvýšit svůj potenciál a tížený efekt

Využití výrobků z recyklovaných plastů

Plastové odpady a jejich využití je v současné době velmi diskutovaným tématem. Očista naší země je velice důležitá, protože spousta plastového odpadu končí na skládkách a ve vodách oceánů. Proč tento odpad nezpracovat v rámci recyklace na smysluplné výrobky?

Možnosti spolupráce na jaderných projektech - Atomex Europe 2017

Ve druhé polovině listopadu 2017 bylo v Budapešti zahájeno dvoudenní evropské fórum dodavatelů jaderného průmyslu Atomex Europe 2017. V maďarské metropoli se konalo fórum již podruhé a letos se jej zúčastnilo na sto padesát maďarských a dalších evropských podniků. Cílem fóra je posílení a rozšíření spolupráce podniků Rosatomu a evropských společností, hledání nových dodavatelů a zvýšení informovanosti o možnostech účasti evropských společností v tendrech v rámci projektů podniků ruského jaderného průmyslu.

Cyklické zkoušky pro reálnější simulace

Životnost, trvanlivost, odolnost, ale i třeba degradace jsou důležitými pojmy, pokud se bavíme o životním cyklu jakékoliv součásti. Kupující nebo odběratel požaduje záruky, že právě obdržený díl, zařízení či konstrukce bude fungovat předem stanovenou dobu, navíc je-li ve hře také otázka bezpečnosti. Udělení certifikace či určení doby trvanlivosti často předcházejí různé zkoušky. Důležitou skupinou z nich jsou urychlené korozní zkoušky. Nejen jimi se v úzké spolupráci s průmyslem zabývají ve vědecko-technickém parku v Kralupech nad Vltavou.

Ukládání přesných obráběcích strojů na základ

Každý obráběcí stroj musí být uložen a připevněn na vhodný základ. Důvodů k uložení stroje na pevný základ je několik. Solidní základ stroje musí utlumit vibrace přicházející z okolí stroje, ať už jsou to vibrace blízkých strojů nebo vibrace celé budovy buzené např. jeřáby v hale nebo blízkou dopravní zátěží. Základ zpevní lože stroje a redukuje deformace způsobené pohyblivými hmotami spojenými s ložem.

Možná řešení průmyslových a výrobních hal

Vizuální komunikace firmy v souladu s moderní architekturou – to je současný trend v oboru průmyslové haly a komerční objekty. Vítězí jednoduché, energeticky úsporné a bezpečné stavební systémy.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit