Popílek přestane hyzdit krajinu

Umíchat beton bez přidání cementu je stejně marné jako upéct vánočku bez mouky. Českým vědcům se podařilo vytvořit stavební hmotu, ve které není cement ani vápno.

Popílku z kotlů elektráren a tepláren jsou v České republice desítky milionů tun a každým rokem přibudou další kvanta. Většina tohoto odpadu "odpočívá" ve volné přírodě v tzv. úložištích. Prolákliny plné šedavého prášku hyzdí krajinu a v jejich okolí to příliš zdravě nevypadá.

Odborníci se proto už mnoho let snaží popílek nějak rozumně využít. Přimíchává se někdy do betonu nebo do maltových směsí, po smíchání s cementem se mění například v tvárnice nebo se využívá jako materiál na výstavbu silnic.

Revoluční způsob využití popílku nedávno objevili čeští chemici z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie věd ČR. Přibližně po ročním výzkumu připravil inženýr Tomáš Hanzlíček se svými kolegy novou přísadu s mimořádnými vlastnostmi, která mění popílek po přidání vody v pevný materiál. Bez cementu, vápna, při pokojové teplotě a během 24 hodin.

"Domnívám se, že stavební hmotu pouze z popílku, bez chemických aktivátorů a za studena nikde nedělají," zdůrazňuje docent Pavel Straka, vedoucí Oddělení chemie geopolymerů ve zmíněném ústavu. Hmota, která může ušetřit cement Malá šedivá krychle na stole inženýrky Michaely Steinerové z Oddělení chemie geopolymerů je pouze jedním z tvarů, jaký může hmota dostat.

Řídkou kaši, tvořenou z 90 procent elektrárenským popílkem, zbytek jsou pomocné látky a voda, vlévají odborníci do nejrůznějších forem. Laboratorní stoly jsou pokryty destičkami, válečky, hranoly nebo i odlitky s plastickým vzorkem. Vedle jedné kádinky jsou dokonce malé figurky.

"Zkoušeli jsme, jak dokonale dokáže hmota vyplnit i nejdrobnější detaily ve formách," vysvětluje inženýrka Ivana Perná a dodává: "Zjistili jsme, že se prakticky nesmršťuje a výborně kopíruje i velmi jemný reliéf, například nápisy."

Hmota nazvaná svými tvůrci

Benit má evokovat podobnost s betonem. Barvou je téměř totožná, ale pevností se mu nevyrovná. Beton se může pochlubit pevností od 20 do 35 megapascalů, Benit dosahuje maximálně patnácti.

Tato vlastnost limituje uplatnění benitu v praxi. Mohl by se hodit pro všechny stavební prvky, které nenesou zatížení mnoha pater.

Tvárnice, interiérové prvky, tepelně izolační vrstvy, ochranné protihlukové bariéry okolo dálnic, podkladové vrstvy silnic. "Hmota může z velké části nahradit cement, ale zcela určitě ne úplně. Ostatně my jsme ani neměli v úmyslu vytlačit ze stavebnictví cement, motivovala nás spíše snaha najít využití pro popílek, kterého je k dispozici obrovské množství," přibližuje inženýr Hanzlíček počátky výzkumu zaměřeného na zhodnocení odpadu z elektráren a tepláren. Čeští vědci přidávali do stavební hmoty z popílku i další suroviny jako plniva. Zabývali se i materiály pro Středoevropana poněkud exotickými. Například zkoušeli pouštní písek, který nelze do betonu vůbec použít. Pokusy ukázaly, že v Benitu může být až polovina pouštního písku, a pevnost přitom zůstává zachována. Zároveň připravovali tuto směs se slanou vodu podobnou mořské. Technologii vyvinutou v Praze by tak mohli používat i v zemích, kde panuje nedostatek sladké vody.

Síť na těžké kovy

Elektrárenský popílek ovšem obsahuje i nežádoucí látky - těžké kovy, radionuklidy. Nezačnou se z hmoty uvolňovat? Na tuto otázku odpoví testy, které právě probíhají na specializovaném nezávislém pracovišti. Podle předběžných výsledků je pevnost a chemická stabilita směsi dobrá a vyhovuje podmínkám evropských norem. Podrobnější údaje dostanou vědci na jaře příštího roku.

"Benit je vlastně elektrárenský popílek v pevném skupenství, takže se z něho nebudou uvolňovat škodlivé látky, na rozdíl od popílku volně uloženého," zdůrazňuje inženýrka Steinerová. Benit je totiž odborně řečeno geopolymer, jehož kostru tvoří síť amorfní povahy.

Mnoho analýz již potvrdilo, že benitová hmota výborně uzavírá radionuklidy a těžké kovy. Vědci se proto rozhodně neobávají, že by se tyto látky uvolňovaly do okolí.

Větší starost jim dělá trvanlivost Benitu v dlouho trvajícím mrazu. Hmota je pórovitá, takže vsakuje vodu. Ta se v zimě mění v led, který může Benit porušit. "Mohli bychom to vyřešit nátěrem, ale je naší profesní ctižádostí, aby hmota odpuzovala vodu už sama od sebe a lépe tak odolávala mrazu," poznamenává docent Straka.

Z laboratoře do světa

Chemici z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie věd ČR chtějí vyřešit ještě jeden úkol. Podklady pro výrobu Benitu ve velkém.

Dobře totiž vědí, že pokud nějaká chemická reakce probíhá hladce v laboratořích, kde se připravuje hmota pouze ve stovkách gramů, nemusí se proces "rozběhnout" v průmyslovém provozu. Do jara proto sestaví malou linku, na které budou pokusně vyrábět Benit v desítkách kilogramů. V té době už také skončí jednání o patentové ochraně Benitu v České republice. Patenty pro zahraničí by pak už měl vyřídit a zaplatit případný zájemce o vynález českých chemiků.

JOSEF MATYÁŠ

obsah | Česká republika