5. ÉPÍTÉSI TEVÉKENYSÉG KÖRNYEZETVÉDELMI KÉRDÉSEI

- 104 -

5. ÉPÍTÉSI TEVÉKENYSÉG KÖRNYEZETVÉDELMI KÉRDÉSEI Az építő- és építőanyag-ipari folyamatok gépesítésének tárgyalásakor foglalkozni kell az egyes technológiák környezetvédelmi kérdéseivel is, mivel a felhasznált porszerű anyagok és vegyszerek, az egyes technológiai műveletek, valamint az azt kiszolgáló gépi berendezések üzemeltetése környezeti károsodásokat okozhat. A környezetvédelmi törvények a környezetkárosítás formáit kategóriákba sorolják, melynek megfelelően az építőanyag-ipari és építési technológiák jellegzetes környezetszennyezési tényezői a következők lehetnek: − Légszennyezés, melyet a szilárd ásványi porok levegőbe jutása, valamint a különböző hőkezeléssel járó folyamatok égéstermék-kibocsátása okozhat. A jegyzet 2.3.8. fejezete – a cementgyártáshoz kapcsolódóan – részletesen foglalkozik a légszennyezés csökkentés módszereivel és a porleválasztók típusaival, ezért e fejezet csak a beton- és az aszfaltgyártás okozta levegőszennyezés megelőzési módszereit tárgyalja. − A vízszennyezés szempontjából elsősorban a betongyártási folyamat nagy vízigényű műveleteivel (adalékanyag tisztítása és hidraulikus osztályozása; betonkeverő és szállító berendezések tisztítása) kell foglalkoznunk. Az itt keletkező ipari szennyvizekre elsősorban a vízben lebegő szennyezőanyag tartalom a jellemző, és csak viszonylag kis menynyiségben tartalmazhat mérgező, vegyi anyagokat. − A környezet zaj- és rezgés terhelése elsősorban azoknál az építési technológiáknál jelentős, melyeknél ütéssel, vagy vibrációval működő berendezések üzemelnek (pl. bontókalapácsok, cölöpverőgépek, vibrációs tömörítőeszközök, stb.). Ezek mellett az építkezéssel járó nagy volumenű szállítási munkák következtében jelentős mértékű lehet az ú.n. „közlekedési" zaj- és rezgésszint megnövekedése is. − A „technológiai szennyezés” alatt a különböző hulladék anyagok és bontási törmelékek lerakása miatti környezetszennyezés értendő. Csökkentésével ill. megelőzésével kapcsolatban egyre nagyobb a szerepe a hulladék anyagok és bontási törmelékek újrahasznosításának, ezért ezzel a témával a jegyzet részletesebben foglalkozik.

5.1. Levegőszennyezés A levegőbe kerülő szilárd halmazállapotú, 2 mm-nél kisebb szemcseméretű ásványi poranyagok környezetkárosító hatása általában több módon is jelentkezhet: − A különböző ipari porok összetételüknél fogva mérgező hatásúak is lehetnek. Ebből a szempontból elsősorban a nehézfémek jelenléte a kritikus, melyek kis mennyiségben ugyan, de a klinkerásványokban is előfordulhatnak. − A finom eloszlásban leülepedő porszemcsék közvetlenül szennyezik a környezetet. − A növényzet leveleire lerakódó por csökkenti a fotoszintézist. − Az állatvilágban a porral szennyezett táplálék jelenthet veszélyt, mivel az tompítja az állatok szaglás- és íz-érzékenységét. − Az ipari porok emberi szervezetre gyakorolt hatására jellemző, hogy az kezdetben alig észlelhető. A megbetegedés tünetei sok esetben csak akkor jelentkeznek, amikor már visszafordíthatatlan egészségkárosodást okoznak. A porártalmak jelentkezési formái: − A bőrön keresztül (pl. a cementben is előforduló krómmal szembeni túlérzékenység esetén allergiás tünetek jelentkezhetnek), − Táplálkozás útján (gyomor- és bélrendszeri ártalmak), − Légzőszerveken keresztül (szilikózis).

- 105 A felsorolt környezeti ártalmak előfordulása nagymértékben függ a kibocsátott por koncentrációjától, melynek megengedett felső határértékeit – a védettségi körzetektől függően – környezetvédelmi előírások rögzítik. A légszennyezés elleni védekezés elvileg kétféle lehet: − Aktív védekezésnél a légtérbe jutó szennyezőanyagok mennyiségét csökkentik. Ez a gyártási eljárások és gyártási folyamatok megváltoztatásával, zárttá tételével, automatizálásával, valamint speciális védelmi eszközök beépítésével valósítható meg. − Passzív védelemnél a szennyezők mennyiséget nem csökkentik, de olyan állapotban (pl. felhígítva), vagy olyan magasságban (kémény, kürtő) vezetik ki a szabadba, hogy az talajközelben már ne okozhasson a megengedettnél nagyobb légszennyezettséget. Környezetvédelmi szempontból természetesen a két módszer közül az aktív védelmet kell előnyben részesíteni a porszerű anyagokkal kapcsolatos műveletek zárttá tételével, és megfelelő hatékonyságú* porleválasztó berendezések beépítésével. A betongyártásnál az ipari légszennyezők közül elsősorban a cement, és az egyéb porszerű kiegészítő anyagok (pl. mészkőliszt) levegőbe jutásával, a porszennyezés fordulhat elő, ehhez képest kisebb mértékben jelentkezhet a beton hőkezelésével, ill. a téli időszakban az adalékanyag melegítésével járó, vegyi szennyezésnek minősülő égéstermékek kibocsátása. A cement kiporzása az anyaggal kapcsolatos minden manipulációs munkaművelet során előfordulhat. Megakadályozására az alábbi módszerek használatosak: − A legnagyobb mértékű kiporzás az ömlesztett cementnek a porsilóba való feltöltésekor, ill. a cementsilókban elhelyezett léglazító berendezések üzemeltetésekor jelentkezhet. Csökkentése silókra telepített porszűrő berendezésekkel (és azok szakszerű üzemeltetésével), a csővezetékek és a csatlakozó részeik rendszeres átvizsgálásával, a hibás tömítések kicserélésével biztosítható. − A silók túltöltésének következtében is előfordulhat a cement nagyobb mennyiségű kiporzása, ezért nemcsak a siló védelme, hanem a cementpor levegőbe kerülésének megakadályozása szempontjából is fontos szerepe van a siló töltési szintjének felső határát érzékelő biztonsági rendszernek. − A cementsiló és a mérlegelő berendezés közötti zárt szállító-, és adagoló berendezéseknél (cementcsiga, aerációs csatorna) a kiporzás csak tömítési hibák, vagy a csatlakozók rugalmas tömlőinek sérülésekor léphet fel, ezért a folyamat ezen szakaszán rendszeres karbantartással és megfelelő tömítőanyagok alkalmazásával kell a cement levegőbe jutását megakadályozni. − A beton keverésekor elsősorban a nyitott keverőgép típusoknál lehet jelentős a cement kiporzása. Ez – bizonyos mértékig – csökkenthető a beton alkotók megfelelő adagolási sorrendjével, de biztonságos megoldást csak a zárt, és a töltő-, ürítő- valamint tisztítónyílásainál megfelelően tömített, légzsákkal rendelkező keverőedény adhat. A cementsilók kiporzását többnyire a siló tetején elhelyezett szövetszűrőkkel akadályozzák meg. Az itt alkalmazott tömlős (vagy zsákos) szűrők a szűrőbetétekre rárakódó por tisztításának módja, ill. a tisztítórendszer működtetése szempontjából többféle kialakításúak lehetnek: − A szűrőszövet felületére lerakódott por eltávolítása alapján lehetnek: − mechanikusan mozgatott (pl. vibrátorral, vagy elektromágnessel) − ellenáramú, sűrített levegős lefúvatással üzemelő − A tisztítóberendezés működtetése szerint: − kézi működtetésű _________________________________________________________________________ * A porleválasztás hatékonyságát a portalanítási fokkal jellemzik, ami a levegőáramban szállított, a leválasztás előtt, és azután mérhető fajlagos pormennyiség hányadosa.

- 106 − fél-automatikus üzemű − automatizált üzemmódú Az 5.1. ábrán bemutatott mindkét megoldásnál a kör keresztmetszetű szűrőházban (2) több szűrőtömlőt (3) helyeznek el. Ezeket a porleválasztóban úgy rögzítik, hogy a silóból a levegő csak a tömlőn keresztül, megtisztítva tudjon eltávozni. A tömlők felületére lerakódó cementpor eltávolítására az a./ változatnál mechanikus mozgatást (5) alkalmaznak, míg a b./ változat az ú.n. öblítőlevegős megoldás. Ez utóbbinál a silóból távozó levegő áramlásával ellentétes irányban nagynyomású levegőt nyomnak az egyes szűrőtömlőkbe, melynek hatására a felületre feltapadó cementréteg fellazul és visszahull a silóba. a.

b.

5

6

4 7 3 2 2 3 1

1. cementsiló 2. szűrőház 3. szűrőtömlők 4. fedél 5. mechanikus tisztító szerkezet (vibromotor) 6. forgó szűrőtisztító-fej 7. öblítőlevegő bevezetés

1

a./ vibrált tömlősszűrő b./ öblítőlevegős porszűrő

5.1. ábra. Cementsilóknál alkalmazott porleválasztó típusok A tömlők rendszeres tisztítása elsősorban azért fontos, mert a szűrőbetétek felületére lerakódó réteg következtében megnövekszik a szűrőnek a távozó levegővel szembeni légellenállása, ezért megnövekszik a silóban a nyomás, ami a siló töltés teljesítmény-igényének megnövekedése mellett a siló, ill. a szűrőrendszer tönkremenetelét is okozhatja. A tisztító berendezés kézi működtetése rendszerint nem eléggé megbízható, ezért a korszerű porszűrőknél fél-automata, vagy automatikus működtetést alkalmaznak: − A fél-automata megoldásnál pl. a silót feltöltő csővezeték csatlakozásába egy olyan induktív közelítéskapcsoló van beépítve, amely a szállító gépjármű töltőcsövének rákapcsolásakor, majd e levételekor is elindítja és és egy adott időn keresztül üzemelteti a tömlők tisztítására szolgáló vibromotort, vagy elektromágneses vibrátort. − Az automatikus vezérlésű tisztító rendszerek rendszerint a silóban uralkodó nyomástól függően működtetik a mozgató-berendezést, vagy az öblítőlevegő befúvatást. Ez utóbbi módszernél (5.1/b. ábra) a siló feltöltése közben nem lehet az összes tömlőt egyszerre tisztítani, ezért azt szűrőnként felváltva végzik el, vagy a szűrőtisztító-fej (6) forgatásával, vagy a pneumatikus rendszerbe beépített vezérlőelemekkel segítségével. Az aszfaltgyártás során olyan nagy mennyiségű ásványi por és füstgáz keletkezik, amely már nem felel meg a környezetvédelmi előírásoknak, ezért az adalékanyagok szárításakor keletkező füstgázokat meg kell tisztítani, és abból le kell választani a gyártási folyamat különböző műveletei során felszabaduló ásványi porszemcséket. Az aszfaltkeverő telepek porelszívó rendszerébe minden olyan gépegység légtere be van kötve, ahonnan ásványi por kerülhet a levegőbe (szárítódob, melegelevátor, osztályozógép, mérlegek, stb.). A leválasztott finom szemcsés poranyag silóba kerül, ahonnan egy részét „saját fillerként” visszajuttatják a gyártási folyamatba (lásd még: 5.11. ábra). A különböző porleválasztó típusok (lásd: 2.28. ábra) közül az áramkészülékek (porkamra, ciklon) csak elsődleges leválasztásra alkalmasak, mivel az ezekkel leválasztató szemcseméret alsó határa nagyobb, mint az aszfalt előállításakor felszabaduló ásványi porok jellemző mérete (1 - 200 µm), ezért többnyire zsákos szövetszűrőket, vagy ritkábban nedves porszűrőket alkalmaznak.

- 107 A szövetszűrős porleválasztókban (5.2. ábra) a tisztítandó levegő zsák formájú, különleges textilanyagból készült szűrőkön keresztül áramlik, miközben a porszemcsék a zsákok falán lerakódnak. A zsákok elrendezése sugaras, vagy párhuzamos elrendezésű lehet. 6

a.

7

8

b. 8

2

12

5 1

5 11 1

4 13

1 3 9

10

9

10

5.2. ábra. Zsákos porleválasztók a./ sugaras elrendezésű; b./ párhuzamos kialakítású 1. szűrőzsákok, 2. zsáktartó keret, 3. tartály, 4. tisztítófej, 5. tengely, 6. forgatómű, 7. ventilátor, 8. tisztítandó levegő, 9. leválasztott porszemcsék, 10. tisztított levegő, 11. öblítőlevegő, 12. befúvató kocsi, 13. sínpálya.

Az 5.2/a. ábrán bemutatott sugaras elrendezésű berendezés működési elve hasonló a cementsilóknál alkalmazott öblítőlevegős megoldáséval. Lényeges eltérés azonban köztük, hogy az aszfaltgyártás folyamatos porképződése miatt a zsákok tisztítását is folyamatosan kell végezni. Az ellenáramú, sűrített levegős lefúvatást a szívócső közepén ütemesen forgó, tisztítófej (4) végzi el, úgy, hogy a csőtengelyen (5) befúvott levegő az egyes szűrőzsák elemeket (1) – azok deformálásával – egymás után tisztítja meg. A nagyobb kapacitású keverőtelepeken használatos párhuzamos elrendezésű porleválasztóknál (5.2/b. ábra) a zsákok (1) tisztítására a szűrőkamra mellett kialakított sínpályán (6) mozgó befúvatókocsit (5) alkalmaznak. Ezeknél a berendezéseknél a öblítőlevegő befúvatásának üteme programozottan, ill. a rendszerben uralkodó nyomásnak megfelelően történik. A nedves porleválasztóba befúvott füstgáz egy permetező vízfüggönyön halad keresztül, miközben a porszemcsék a vízcseppekkel együtt a leválasztó alján lévő iszapgyűjtőbe kerül. Ez egy igen hatékony eljárás, de aszfaltgyártásban viszonylag ritkán alkalmazzák, mivel az iszap kezelése (ülepítés, szárítás, tárolás), és abból a kőliszt visszanyerése jelentős többletmunkát, ill. költséget igényel.

5.2. Vízszennyezés A különböző ipari eredetű szennyvizek – a szennyezőanyag tartalom szerint – az alábbiak szerint csoportosíthatók: − − − − − −

a vízben lebegő anyagokat, kolloidokat és hordalékokat tartalmazók; szerves anyag tartalmúak; tűzveszélyes anyagokat (pl. oldószereket) tartalmazók; mérgező anyag tartalmúak; oldott ásványi anyagokat tartalmazók; radioaktív szennyezőanyag tartalmúak.

- 108 A felsorolt káros anyagok közül az adalékanyag előállítás nagyobb vízigényű műveletei (adalékanyag mosása és hidraulikus osztályozása) során keletkező szennyvizekre elsősorban a vízben lebegő szennyezőanyag tartalom a jellemző. Az osztályozótelepek a mosáshoz szükséges vizet többnyire saját felszíni (esetleg fúrt-kutas) vízkivételiműtől kapják, a kiépített ipari vízhálózatot ilyen célra csak ritkábban alkalmazzák. Az osztályozáshoz felhasznált víz nagy része ülepítés, ill. szűrés után visszavezethető az osztályozó rendszerbe. Az adalékanyag vizes osztályozásához szükséges nagy mennyiségű víz felhasználás mellett, a másik környezetkárosító tényező lehet, hogy a nyersanyagok folyókból, ill. tavakból való kitermelése megváltoztathatja a meder összetételét, így az eliszaposodhat, ami a folyók és tavak élővilágára is káros következménnyel járhat. (Ez is indokolja a bontott és hulladék betonok újrahasznosításának egyre szélesebb körű elterjedését, mivel ezáltal csökkenthető elsődlegesen kitermelt nyersanyag mennyisége.) A beton készítés folyamata a kiépített csatornahálózaton keresztül, vagy a talajba beszivárogva kétféle módon szennyezheti a vízkészletet: − A beton tulajdonságait javító adalékszerek közül egyes vegyszerek (pl. klorid, nitrit tartalmú anyagok) mérgező hatású összetevőket is tartalmaznak. Ezek alkalmazását – a lehetőségekhez mérten – kerülni kell, vagy ha feltétlenül szükségesek, a környezetszennyezés elkerülése érdekében a rájuk vonatkozó felhasználási, nyilvántartási, selejtezési és tárolási előírásokat mindenkor be kell tartani. − Az egyes technológiai berendezések (keverőgép, mixerkocsi, betonszivattyú) mosásakor keletkező felhígított betonzagy – a magas szemcsetartalom miatt – csak tisztítás után engedhető a közmű hálózatba. Az erre a célra szolgáló maradékbeton feldolgozó berendezésekkel (vagy mixermosókkal) a betonzagyban lévő adalékanyag, valamint a mosáshoz felhasznált víz jelentős része visszanyerhető, így csak az újra nem hasznosítható cementiszap (cement + a finom homok) kerül ki hulladékként a tisztítási folyamatból. A betonzagy feldolgozására szolgáló mixermosók működési elve és szerkezeti kialakítása nagyrészt hasonló a hidromechanizációs osztályozó berendezéseknél alkalmazott megoldásokhoz (serleges, kaparóláncos, szállítócsigás, stb.), azzal a kiegészítéssel, hogy a korszerű recirkulációs rendszerekhez víztisztító berendezés is tartozik. A mixermosók többsége csak egyfrakciós osztályozást végez, de gyártanak olyan berendezéseket is, amelyek a szemcsés anyagot szétbontják egy durva, és egy finom frakcióra. Ilyen készüléket mutat az 5.3. ábra, melynél a betonzagyban lévő szemcsék közül dobrosta (2) választja ki az 5 mm feletti anyagot. A rostalemezen fennmaradó szemeket a dob belső falához rögzített terelőlapátozás (3) továbbítja a dob végéhez, ahol kihordó kanalak (4) hordják fel a dobba benyúló szállítószalagra (5), amely a kavics depóniába juttatja azt. A résnyílásnál kisebb szemcsék a zagyban leülepedve, a tartály aljára kerülnek, ahonnan a dobrostával együttforgó külső terelőlapátozás (6) a tartály végén lévő szállítócsiga garatához (7) továbbítja azt. A dob tengelyéhez képest keresztirányban elhelyezett szállítócsiga a finom frakciót külön depóniába rakja le. A mosó berendezés tartályában a zagyszintet túlfolyó korlátozza. Az innen eltávozó cementet és finomhomokot tartalmazó szennyvíz először egy gyűjtő tartályba (10) kerül, ahonnan zagyszivattyú (11) nyomja át a berendezés mellé telepített keverő-ülepítőkádakba (13). A mixermosókból kikerülő szemcsés anyagok általában minden korlátozás nélkül felhasználható betonkészítéshez, a megtisztított víz hasznosítására – annak összetételétől függően – többféle lehetőség van: − betonkeveréshez csak vegyelemzés és pH érték vizsgálat után használható, mert a víz kalcium-hidroxid tartalma, hidrogénion koncentrációja és a lebegő szilárdanyag tartalma kedvezőtlen hatással lehet a cement hidratációs folyamatára;

- 109 − megfelelő pH érték, és maximálisa 2,0 g/liter szilárdanyag tartalom esetén közműcsatornába engedhető; − visszavezethető a maradékbeton feldolgozó berendezésekbe. 5

2

7

6

a.

3

2

4 5

6 4

1

7

b.

8

Homok

9

7

Kavics

1 2 11

5

10 12

13

15

14

1. feladó garat 2. dobrosta 3. belső terelőlapátozás 4. kihordó kanál 5. szállítószalag 6. külső terelőlapátozás 7. szállítócsiga 8. mixerkocsi 9. mosóvíz csővezeték 10. gyűjtő tartály 11. zagyszivattyú 12. zagyvezeték 13. keverő-, ülepítőkád 14. keverőmű 15. tisztított víz elvezetés

5.3. ábra. Maradékbeton feldolgozó berendezés (mixermosó) a./ szerkezeti vázlat, b./ elrendezési rajz

5.3. Építési munkák okozta zajterhelés Az urbanizációs ártalmak közül napjainkban az egyik legjelentősebb tényező a zaj. A külföldi szakirodalom szerint, de a hazai felmérések is azt mutatják, hogy a zajforrások között a legnagyobb zajkibocsátó – a közlekedés – után, az igen „előkelő" második helyen szerepel az építkezések ill. az ezekhez kapcsolódó bontási munkák okozta zajterhelés. A hang rugalmas közegben terjedő rezgésállapot, mely jelenség létrejöttéhez az alábbi folyamat minden egyes eleme szükséges: Gerjesztő energia

Rezgő test

Rugalmas közeg

Érzékelő

A levegőben (és minden gáznemű közegben) csak longitudinális hullámterjedés jöhet létre, vagyis a levegőrészecskék a terjedés irányában végeznek rezgőmozgást. Ez azt jelenti, hogy a hang terjedésének irányában nyomásingadozás lép fel. Ez a hangnyomás változás azonban rendszerint több nagyságrenddel kisebb a légköri nyomásnál. Zajnak azokat a hangjelenségeket nevezzük, amelyek az emberre kellemetlen, zavaró hatást gyakorolnak. Ez a hatás a jelenség fizikai paraméterein kívül annak időtartamától, ill. a megfigyelő személy életkorától, és fizikai állapotától is függ. A hangjelenségek mérhető jellemzői közül, ezzel a szubjektív érzettel legszorosabb kapcsolatban a hangnyomás van, ezért a zaj erősségének jellemzésére a hangnyomásból származtatott mennyiséget (a hangerőssé-

- 110 get, vagy intenzitást) használják. A hangerősség (5.1) az egységnyi keresztmetszeten, időegység alatt átáramló energia mennyiség, amely a következő összefüggés szerint függ a hangnyomás értékétől:

I = K ⋅ p2 , ahol:

[ W/m2 ]

( 5.1 )

K – a közeg (levegő) tulajdonságaitól függő állandó; p – a hangnyomás értéke.

Mivel a hang erősségét az emberi hallószerv logaritmikus léptékben érzékeli, vagyis a hangérzet az inger logaritmusával arányos, ezért a hangerősség mértékét is logaritmikus léptékben (decibel skálán) fejezik ki, amely a következők szerint értelmezhető:

n = 10 ⋅ lg

K ⋅ p2 p I = 10 ⋅ lg = 20 ⋅ lg , [ dB ] 2 I0 p K ⋅ p0 0

( 5.2 )

ahol: p 0 – a hangnyomás alapértéke (referencia szintje), amely az erre vonatkozó szabványok alapján (az 1000 Hz-hez tartozó hallásküszöbnek megfelelő hangnyomás értéke): p 0 = 0,2 Pa. A decibel (dB) valójában nem hangerősség mértékegység (bár leggyakrabban erre a célra használják), hanem csak két fizikai mennyiség arányának logaritmusa (5.2). Elsősorban olyan mennyiségek jellemzésére használják, melyeknél egy referencia szinthez képest több nagyságrendű* változások is lehetségesek. Ilyen a hangerősség, de pl. a környezetnek átadott rezgésszint kiértékelésekor is dB skálán szokás megadni a különböző rezgésjellemzők (gyorsulás, sebesség, kitérés) megengedett értékeit. A zajszint mérésével foglalkozó hazai és nemzetközi szabványok és előírások a hangnyomás referencia szintjét (p 0) egy adott frekvenciához (1000 Hz) tartozóan adják meg. Ennek az a magyarázata, hogy az emberi fül eltérő módon n [dB] érzékeli a különböző frekvenciájú zajkomponenseket. Ezt igazolja az 5.4. ábrán látható „hallás- 140 Fájdalomküszöb küszöb" görbe, melyen látható, hogy az áltagos 120 emberi szervezet által érzékelhető zajszint értéke függ annak frekvenciájától. 100 Metró szerelvény áthaladása A zajforrások többségére általában jellemző, hogy azok több, különböző frekvenciához tartozó összetevőt is tartalmaznak, ezért az épületek környezetében, ill. a munkahelyeken megengedett zajszintek határértékeit előíró szabványok* az ú.n. A-hangnyomásszint megengedhető értékeit adják meg. Az A-hangnyomásszint meghatározása közvetett úton (az egyes zajkomponensek mért értékeiből, számítás útján), vagy közvetlenül e célra kialakított mérőrendszerekkel lehetséges.

80

Átlagos gyár

60

Nagy üzlet vagy zajos iroda

40

Átlagos lakótér

20

Halk suttogás

0 -20

Hallásküszöb

20

100

1 000

f [Hz]

10 000

5.4. ábra. Zajforrások összehasonlítása _________________________________________________________________________

* A dB-skálán minden 20 dB szintkülönbség a vizsgált jellemző 10-szeres értékének felel meg, így pl. az 5.4. ábrán a „hallásküszöb" és a „fájdalomküszöb" közti kb. 120 dB eltéréshez 10 6 -szoros hangnyomásszint változás tartozik. * MSZ 18151 – Épületek környezetében és helyiségeiben megengedett zajszintek, MSZ 18152 – Munkahelyen megengedett zajszintek

- 111 A megengedhető hangnyomásszintek alapértékeinél a különböző szabványok általában különbséget tesznek a napszaktól (nappal, éjszaka), az adott terület besorolásától (üdülőterület, lakóterület, ipari üzem, stb.), időtartamától és az épület típusától (orvosi rendelő, tanterem, lakószoba, stb.) függően, valamint aszerint, hogy a zajhatás az épületek környezetére, vagy annak belső helyiségeire vonatkozik-e. Az építési, és az avval kapcsolatos bontási munkák során a környezet legnagyobb zajterhelését az ütéssel, valamint vibrációval dolgozó berendezések üzeme okozza, így például: − Az adalékanyag előkészítési folyamatának minden művelete jelentős zajkibocsátó. Mivel ezeket a üzemeket többnyire a lakóépületektől nagyobb távolságra telepítik, az itt alkalmazott berendezésekre az ipari körzetekre, ill. a munkahelyekre érvényes zajszint határértékek vonatkoznak: − A törőgépek két alaptípusa, a nyomással ill. az ütközés révén aprító berendezések közül, az utóbbiak jelentik a nagyobb zajforrást. − A mechanikus osztályozás egyrészt a vibráció, másrészt a mikrodobásos anyagáramlás miatt igen magas zajszintet hoz létre. A rostaszerkezet gumirugós megtámasztásával, ill. gumiból vagy műanyagból készült rostalemezek beépítésével a rezgésszint csökkenthető, de ilyen gépek környezetében is a zajszint többnyire meghaladja a zajos munkahelyekre vonatkozó 85 dB(A) szintet, ezért a dolgozók halláskárosodásának megelőzése érdekében egyéni zajvédő eszközöket kell alkalmazni. − Az adalékanyag mozgatási műveletinél elsősorban a vibrációs adagolók üzeme jár jelentős zajjal, de a szállítószalagok is számottevő zajforrások lehetnek, különösen akkor, ha a szállítószalag görgők rendszeres felülvizsgálatát elhanyagolják. − A korszerű betongyári technológia zajkibocsátása (ha az előre osztályozott adalékanyaggal dolgozik) többnyire nem haladja meg a munkahelyekre megengedett határértéket, de a betonüzemek telepítésekor figyelembe kell venni, hogy a nagy volumenű szállítási feladatok miatt a környezetet érő „közlekedési zajok" is megnövekedhetnek. − A betonelem előregyártó üzemek zajkibocsátására a környezet szempontjából a betongyárakra leírtak érvényesek, de ezeknél az üzemeknél a munkahelyi zajszint – különösen vibrációs tömörítés esetén – jelentős mértékben meghaladhatja a megengedett értéket. A különböző vibrációs tömörítőeszközök közül a legnagyobb zajterhelést az ütverezgő vibrátorasztalok és a pneumatikus zsaluvibrátorok okozzák, ezekhez képest sokkal kedvezőbbek a rögzített sablonnal dolgozó vibroasztalok, a felületi vibrátorok, valamint a rúdvibrátorok. A zajterhelés szempontjából nagyon fontos a tömörítés időtartama is, ezért a munkahelyi zajszint miatt is lényeges, hogy a betontömörítő vibrátor rezgésjellemzői az adott tömörítési feladatnak megfelelően legyenek meghatározva. − Az építéshelyi betonbedolgozás során a legjelentősebb zajterhelést a beton vibrációs tömörítése okozza, amelyhez hozzájárulhat a beton szállításával járó közlekedési zajszint megnövekedése is. − A bontási munkák zajkibocsátása nagymértékben függ az alkalmazott bontási technológiától (robbantás, rombológolyó, bontókalapács, roppantóollós munkaszerelék, stb.). Az egyes építőgépekre vonatkozó zajszintek (japán szabvány) 5.1. táblázat. Géptípus

Megengedett hangnyomás, dB(A)

Cölöpverők, és cölöp kihúzógépek

85

Szegecselő kalapácsok

80

Sziklafúrók, bontókalapácsok

75

Kompresszorok

75

Betonterítő gépek, adagolók

75

- 112 Az építési zajszintre vonatkozó hazai rendeletek előírják, hogy a munka megkezdése előtt a kivitelező köteles az illetékes környezetvédelmi hatóságtól „zajkibocsátási határérték megállapítást" kérni, és annak betartásáról gondoskodni. A határérték megállapítására vonatkozó kérvényben ismertetni kell az egyes zajforrásokat, azok hangteljesítmény-szintjét, valamint a zaj csökkentésére tervezett megoldásokat és a határérték megállapításához szükséges egyéb adatokat. Egyes külföldi szabványok (pl. USA, Japán) előírják a legnagyobb zajforrásnak minősülő építőgépek zajszintjének megengedhető értékét is (lásd: 5.1. táblázat). A zajvédelemnek alapvetően kétféle módszere ismert: − aktív védelem (a gépek által kisugárzott zaj intenzitásának csökkentése); − passzív védelem (a környezetnek átadódó zajterhelés csökkentése.) A gyakorlatban a zajcsökkentés csak komplex módon, vagyis a gazdaságosan alkalmazható zajcsökkentési megoldások együttes alkalmazásával oldható meg. A konkrét megoldási módszerek a következők lehetnek: − A legegyszerűbb megoldás, zajszegény építőgépek és építési technológiák választása, pl. vibrációs gépeknél acélrugók helyett gumirugók beépítése; a beton tömörítési módszerének megváltoztatása; bontókalapács helyett roppantóolló alkalmazása. Ugyanakkor ennek az adott építési technológiából adódó korlátai is vannak, pl. egyes cölöpverőgépek zajszintje a 100 dB(A)-t is meghaladja, ezt ugyan lehet csökkenteni egy másik, a cölöpverőgépek közül zajszegénynek minősíthető berendezéssel, de ezek zajszintje (lásd: 5.1. táblázat) is magasabb lehet az épületek környezetére megengedett legnagyobb értéknél (pl. ipari terület esetén: 70 dB) is. − Az egyes gépek munkába állításának időbeli eltolása és a nagy hangteljesítményű berendezések üzemidejének csökkentése. − Az adott építési terület akusztikai szempontokat is figyelembe vevő elrendezése (pl. a helyhez kötött építőgépeket a védendő épülettől a lehető legtávolabbra kell elhelyezni, és ki kell használni a természetes és mesterséges akadályok árnyékoló hatását). − Zajelnyelő, vagy zajvisszaverő falak és burkolatok, ill. védőernyők alkalmazása. − A gépek üzemállapotának rendszeres felülvizsgálata, pl. a keverőgépeknél lapátozás résméretének megnövekedésekor a lapátok alá beszoruló szemcsék mérete növekszik, ami a kibocsátott zaj növekedésével is jár; vagy vibrációs gépeknél a kilazuló csavarok következtében jelentősen megnövekedhet a zajszint. − Megfelelően beállított műszaki paraméterek, pl. mikrodobásos szállításnál a kritikus hajítási tényező fölött üzemelő gépeknél a zajszint jelentősen megnövekszik, ugyanakkor a szállítási teljesítőképesség is lecsökken, azaz ugyanakkora az anyagmennyiség osztályozásához hosszabb időtartam szükséges, ezért a zaj hatásideje is növekszik.

5.4. Mechanikai rezgések környezetkárosító hatása A gépek üzemeltetésével mindig együtt járó kisebb-nagyobb mértékű mechanikai rezgések nemcsak, mint zajforrások károsíthatják a környezetet, hanem közvetlen dinamikai hatásuk révén is. Eltérnek a zaj jelenségtől abban is, hogy a szerkezet rezgése nemcsak a gép közelében dolgozó emberekre, hanem – a szilárd közegben (pl. talaj) való terjedése miatt – a gépek környezetében lévő többi berendezésre, ill. a környező épületekre is veszélyes lehet. Emiatt a gépek által okozott rezgések megengedhető értékét korlátozó előírások és szabványok többféle szempont alapján is korlátozzák a rezgésszintet, ezek: − Ergonómiai szempontok (az emberi test rezgés-érzékenysége alapján); − A berendezés környezetében elhelyezkedő építmények károsodása szempontjából; − A gépi berendezések védelme szempontjából (az adott berendezés méreteitől és tech-

- 113 nológiai szerepétől függően megadott rezgés szigorúsági fokozatok). Egy bizonyos szintet meghaladó mechanikai rezgés az emberi szervezetben átmeneti (látászavarok, egyensúlyvesztés, figyelemcsökkenés, stb.), vagy – tartós egészségkárosodást (a véredények és az idegszövetek deformációja miatti mozgásszervi megbetegedések, csontritkulás ill. a gerincoszlop meszesedésének felgyorsulása, stb.) okozhat. Hasonló hatásuk lehet a mechanikai impulzusoknak, vagy ütéseknek is, sőt ezen dinamikai hatások – bizonyos gyorsulásszint felett – a belső szervek (pl. agy, szív) súlyos károsodásával is járhatnak. Az emberi test rezgésérzékenységére vonatkozó vizsgálatok kimutatták, hogy: − Az emberi szervezet érzékenyebb a hosszirányú (Z irány: talptól a fej felé) rezgésekre, mint a keresztirányúakra (X és Y irány). − A különböző irányokban a maximális rezgésérzékenység eltérő frekvencia tartományban jelentkezik: − X és Y irányban: 1 - 2 Hz; − Z irányban: 4 - 8 Hz; − Egészség károsító hatása – a frekvencia mel100 8 óra lett – a rezgés időtartamától is függ.

5.5. ábra. Az emberi testre ható megengedett rezgésszintek (MSZ 18162)

50

Rezgésgyorsulás [ m/s2 ]

A mechanikai rezgés egészség károsító hatása miatt munkavédelmi szabványok* rögzítik a gépi berendezések kezelőelemeinek megengedett rezgésszintjeit, ill. a gépeken, vagy annak közelében dolgozókat érő rezgésterhelést, ill. annak megengedett időtartamát. A szabvány a megengedhető rezgésszintek szempontjából a munkahelyeket 4 kategóriára sorolja. Ezek közül a vibrációs gépek és a tehergépjárművek vezetése a legnagyobb rezgésterhelésű, 1. kategóriába tartoznak (lásd: 5.5. ábra).

1 óra 10 perc 8 óra 1 óra 10 perc

20 10

X, Y irány

Z irány

5,0 2,0 1,0 0,5 0,2

0,5

1,0

2,0

5,0

10

20

50

100

Frekvencia [ Hz ]

Az épületekre megengedhető rezgésszintek értékeit nemzetközi szabványok mellett, a "Rezgések épületre gyakorolt hatása" c. magyar szabvány (MSZ 13018-1991) rögzíti. Ebben többnyire épület típusonként adják meg azokat a különböző frekvencia-tartományokhoz tartozó rezgéssebesség amplitúdó határértékeket, amely alatti rezgésszintek esetén: „az épületeken használati értéket csökkentő károsodások várhatóan nem keletkeznek". A említett szabvány négy épület-kategóriát különböztet meg. Ezek: 1. Ipari és hasonló jellegű épületek 2. Lakóépületek és hasonló jellegű épületek 3. Épületek, amelyek különleges rezgésérzékenységük miatt nem tartoznak az előzőekhez, és különlegesen fontos a védelmük (pl. műemlékek) 4. Statikailag bizonytalan, az építési előírásoknak meg nem felelő épületek Az MSZ 13018 a megengedhető értékek előírásakor figyelembe veszi a rezgéshatás időtartamát is, így megkülönböztet: − „Rövid idejű rezgéseket", melyek hatásidejük alapján nem okozhatnak kifáradást, − „Nem rövid idejű rezgéseket", melyek az épületben kifáradást okozhatnak. _________________________________________________________________________ * MSZ 18162 Az egész emberi testre ható munkahelyi rezgések megengedett értékei ISO 2631 Egész emberi testre ható rezgések értékelésének irányelvei.

- 114 -

60

ájától függően – az első három épülettípusnál a szabvány pontosan megadja a károsodást még nem okozó rezgésszinteket (5.6. ábra). A negyedik csoportra pontos adatokat nem közöl, a megengedhető rezgésszint megítélését szakértői mérlegelésre bízza.

Nem rövid idejű rezgéseknél az 1. és 2. épület-csoportra ugyancsak az 5.6. ábra szintjei a mértékadók, míg a másik két épületkategória esetén a rezgésszint minősítéséhez a szabvány egyedi szakértői elbírálást ír elő.

Rezgéssebesség, mm/s

Rövid idejű rezgéseknél – annak frekvenci-

1. ipari épületek 2. lakóépületek 3. műemlék épületek

50

1

40 30 20

2

10

3

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Frekvencia, Hz

5.6. ábra. A rezgéssebesség megengedett irányértékei (MSZ 13018)

Jelölés: a. : a. - b. : b. - c. : c. - d. :

érzékelési küszöb; károsodás lehetetlen; kár igen valószínűtlen; kár nem valószínű, de feszültség vizsgálat ajánlatos; d. felett : kár lehetséges, feszültség vizsgálat szükséges.

5.7. ábra. Az épületek födémjére vonatkozó rezgésgyorsulás amplitúdók határértékei (DIN 4150)

Rezgésgyorsulás [ m/s2 ]

Az MSZ 13018 diagram formában közli a megadott határértékek feletti rezgéssebességeknél várható szerkezeti károsodások előfordulásának valószínűségét is, míg más nemzetközi előírások károsodási szinteket (5.7. ábra) adnak meg, ill. előírják, hogy az egyes határértékeket meghaladó rezgésszintek esetén szükség van-e további feszültség vizsgálatok végzésére. 10,0

d.

5,0

c.

2,0

b.

1,0 0,5 0,2 0,1

a.

0,05 0,02 0,01 10

20

30

50

80 100

200

Frekvencia [ Hz ]

Az előzőekből kitűnik, hogy a megengedett rezgésszint értéke, mind az emberi szervezetre, mind az épített környezetre nemcsak a rezgés erősségétől, hanem a frekvenciától is függ. A gépi berendezések által okozott, a környezetnek átadott rezgésekre általában jellemző, hogy az rendszerint több, különböző gerjesztő hatás eredőjeként alakul ki, másrészt az egyes építményen észlelhető rezgésszintben – a gépek üzemeltetéséből adódó gerjesztő hatás mellett – lényeges szerepe lehet az adott épület egészének, ill. egyes szerkezeti részeinek rugalmas, és csillapítási jellemzőinek, valamint a rezgésforrás és az épület közti altalaj tömörségének, és egyéb rezgéstani jellemzőinek is. A rezgések jellege alapján vizsgálva, a gépi berendezések által a környezetnek átadott rezgések lehetnek: − Harmonikus (szinuszos) jellegűek, amely pl. a kiegyensúlyozatlan tömegek harmonikus körmozgása révén jön létre. Elsősorban ez a rezgésforma jellemzi a betontechnológiai gépek között nagy számmal előforduló vibrációs berendezéseket is. − Periodikus rezgésnek az időben szabályosan ismétlődő rezgésjeleket nevezzük. Ezek – a harmonikus rezgéssel szemben – nem egy, hanem több, különböző frekvenciájú rezgésösszetevőt is tartalmaznak (pl. ilyen a többfrekvenciás vibrátorok okozta rezgés). − Sztochasztikus (vagy statisztikai) jellegű a rezgés, ha az nagyon sokféle, részben véletlenszerűen változó amplitúdójú és frekvenciájú rezgéskomponensből áll össze. Ez a rezgésforma jellemzi pl. a gépek elhasználódásából származó rezgés komponenseket, vagy a közlekedés okozta rezgéseket.

- 115 − Tranziens rezgés az időszakosan fellépő egyedi impulzusok hatására alakul ki, melyre jellemző, hogy az ütközés hatására kialakuló magas rezgésszint általában viszonylag gyorsan lecsillapodik (pl. cölöpverő gépek, bontókalapácsok okozta rezgések). Az építési munkák során – a zajforrásokhoz hasonlóan – a rezgésforrások szempontjából is két jellegzetes rezgésokozó jelentkezhet, a közlekedés okozta rezgések, valamint a vibrációval, vagy ütési impulzusokkal működő gépek üzemeltetésekor fellépő rezgések. A közlekedés okozta rezgések környezeti hatása függ: − az épület melletti útpálya szakaszok forgalmi jellemzőitől (gépjárművek típusa, száma, sebessége, követési távolsága, stb.); − az útburkolatok minőségétől (burkolati hibák nagysága, és eloszlása; az alépítmény merevségi és csillapítási jellemzői); − az épületben, ill. annak közvetlen közelében fellépő, egyéb gerjesztő hatásoktól; − az épület és az útpálya alapozásának kapcsolata, valamint a környező altalaj minőségének merevségi és csillapítási jellemzői. A emberi szervezetre ható, ill. a környezetnek átadódó rezgésszint csökkentésnek elméletileg kétféle módszere van: − Rezgéscsökkentéskor közvetlenül a rezgésforrásnál csökkentik a rezgésszintet (pl. a berendezés forgórészeinek kiegyensúlyozása, az egyes szerkezeti elemek rezonáns üzemállapotának megszüntetése a gerjesztés fordulatszámának, vagy az egyes szerkezeti részek sajátrezgés szögsebességének elhangolásával, stb.). − A rezgésmentesítésnél a környezetnek átadott rezgésszintet (aktív rezgésmentesítés: 5.8/a. ábra), vagy a környezetből érkező rezgéseket (passzív rezgésszigetelés: 5.8/b. ábra) mérséklik. a.

A1

1

b.

t

5 2 t

4

3

2 A2

4

t

A4 t

1. rezgésforrás 2. gépalap 3. csillapító rugó 4. talaj 5. rezgésmentesített berendezés

5.8. ábra. Rezgésmentesítés módszerei

3

A3

a./ aktív; b./ passzív

Az általános műszaki gyakorlatban rendszerint a gép által keltett rezgések csökkentése a cél, mivel általában a berendezés üzemeltetésével együtt járó mechanikai rezgés mind a gép, mind annak környezete szempontjából rendszerint károsnak minősíthető. Mindez – sajátos rezgésgerjesztő feladatuknál fogva – csak korlátozott mértékben vonatkozhat az építőiparban széleskörűen alkalmazott vibrációval, vagy a dinamikus hatással üzemelő berendezések ezért ezeknél többnyire csak rezgésmentesítés módszereit lehet alkalmazni. A vibrációs gépeknél alkalmazható rezgésmentesítés módszerei nagyrészt hasonlóak az 5.3. fejezetben ismertetett zajcsökkentési megoldásokhoz, de az ott leírtak mellett a következőket is figyelembe kell venni: − A rezgésmentesítés csak a gép egyes szerkezeti egységeire (vázszerkezet, kezelőállás, hajtóegység, stb.) vonatkozhat, mivel a munkaeszköz rezgésszintjének csökkentése a gép hatékonyságát is lecsökkentené, ill. alkalmatlanná tenné az adott feladatra. − A rezgés-terjedésre általánosan jellemző, hogy a rezgésszint értéke a rezgésátadó felülettől távolodva a közvetítő közeg csillapító hatása miatt a fokozatosan lecsökken. Emiatt

- 116 például, ha egy felületi vibrátort szilárd felületen, megfelelő csillapító alátét nélkül kapcsolnak be, a környezetet lényegesen magasabb rezgés-terhelés éri, mint a berendezés üzemszerű használata esetén. − A vibrációs gépek által keltett (többnyire harmonikus, vagy periodikus) rezgés frekvenciája 25 - 200 Hz közötti, míg az impulzus jellegű gerjesztéssel üzemelő berendezések (döngölőgépek, bontókalapácsok) ütésszáma alacsonyabb (2 - 25 Hz), de az ütéskor kialakuló rezgéskép mindig tartalmaz a gerjesztő rezgés frekvenciájának többszörösein jelentkező rezgéscsúcsokat (felharmonikusokat) is. Mivel a környezet számára az alacsony frekvenciájú rezgések a veszélyesebbek (lásd. 5.6. és 5.7 ábrák), ezért – a lehetőségekhez mérten – a két géptípus közül a vibrációs gépeket kell előnyben részesíteni.

5.5. Bontott építőanyagok és hulladékok újrahasznosítása Az építéssel, az építőanyagok és szerkezetek készítésével, valamint a felújításokhoz kapcsolódó bontási tevékenységgel együtt jár hulladék, ill. gyártási selejt keletkezése. Mivel – az erre vonatkozó statisztikai adatok szerint – a kommunális hulladékok után a legnagyobb mennyiséget a különböző építési hulladék képviselik, ugyanakkor az építési hulladékra általában jellemző, hogy az nagyrészt újrahasznosíthatók, ezen anyagok másodlagos felhasználását környezetvédelmi és gazdasági szempontok is egyre inkább szükségessé teszik, mert: − Telítődnek a lerakásra szolgáló területek, és az új telephelyek igénybevétele egyre költségesebbé válik. − Az építési nyersanyagforrások korlátozottak, ezért a velük való takarékosság is az újrahasznosításukat indokolja. − A bontott építőanyagok jelentős energiamennyiséget hordoznak magukban, ezért feldolgozásukkal energia-megtakarítás is elérhető. − Az építési hulladékokból kialakított lerakóhelyek és depóniák nem illeszkednek környezetünkbe, a tájvédelmi szempontok is az újrahasznosítás mellett szólnak. 5.5.1. Építési hulladékok jellemzői Az építőiparban használatos anyagok döntő többsége ugyan nem minősül a természeti környezet számára veszélyes anyagnak, de – viszonylag kis volumenben – az építési tevékenységben is alkalmaznak olyan anyagokat, melyek károsak a környezetre (pl.: hőszigetelő azbeszt-paplanok, egyes beton adalékszerek, stb.). Ez utóbbiak kezelésére külön előírások vonatkoznak, ezért ezeket nem szabad a többi hulladék anyaggal együtt feldolgozni. Az építési hulladékok csoportosításakor az újrahasznosítás szempontjából legfontosabb az anyag minőség szerinti összetétele, ami nagy részben a hulladék származási helyétől függ:

• Az útpálya bontásából származó anyagok a legegyenletesebb összetételűek, mivel azok többségükben vagy csak aszfaltot, vagy csak betont tartalmaznak.

• A gyártási selejt a termék típusától függően már többféle eltérő tulajdonságú anyagból állhat össze (pl. vasbetonnál beton és betonacél). Az ilyen jellegű hulladékokra jellemző, hogy az általában csak néhány komponensből állnak, az anyaguk összetétele ismert, és viszonylag egyszerű eszközökkel szelektív gyűjtésük is megoldható.

• Az épületek bontása és felújítása során keletkező hulladékok összetétele rendkívül változó mind az anyagok minősége, mind mennyisége szempontjából. Újrahasznosításuk legnagyobb problémája, hogy szétválogatásukat és szelektív tárolásukat a keletkezés helyén kellene megoldani (ami kis mennyiségek esetén rendkívül nagy hely- és költségigényű), mivel a feldolgozó üzemekben utólagosan csak szemrevételezéssel és kézi válogatással végezhető el.

- 117 A hulladék akkor válik a feldolgozhatóság szempontjából is értékes alapanyaggá, ha azokat keletkezésükkor, ill. tárolásukkor (a minőségüknek megfelelően) szelektíven kezelik, mivel az utólagos szétválasztásuk – ha lehetséges is – igen költséges eljárásokat igényel. Az építési hulladékok ipari feldolgozása területén legkorábban a bontott aszfalt újrahasznosítása kezdődött el, és ez napjainkra már olyan szintet ért el, hogy az e célra kialakított burkolatfelújítási technológiákkal, ill. az ahhoz kialakított célgépekkel egyes fejlett országokban már a bontott aszfalt 90 - 95 %-át hasznosítják. Ez többféle okkal is magyarázható: − az aszfalt kötőanyaga (bitumen) a felmelegítés után nagyrészt regenerálódik, ezért – bizonyos feltételek között – újabb kötőanyag hozzáadása nélkül is felhasználható; − a bontott aszfalt rendszerint nagymértékben homogén, nem tartalmaz egyéb hulladékokat, ezért közvetlenül is alkalmas feldolgozásra, − a közművezetékek telepítése és javítása valamint a közutak kopórétegének rendszeresen ismétlődő felújítása során ez az anyag folyamatosan és viszonylag nagy mennyiségben „újratermelődik”. A hidraulikus kötésű építési hulladékok és bontott anyagok közül csak az útépítési betonok bontásakor keletkező hulladék rendelkezik az előzőekhez hasonló kedvező tulajdonságokkal, mivel ez az anyag általában csak kis mennyiségben tartalmaz az eredeti ásványi nyersanyagoktól eltérő, szennyezőanyagnak minősíthető anyagokat (aszfalt, talaj maradványok, betonacél, szerves anyagok, stb.), valamint a felbontott beton összetétele is viszonylag állandónak tekinthető. Mindehhez az is hozzátartozik, hogy a bontott útburkolati anyagban leggyakrabban előforduló aszfalt szennyezés – megközelítőleg 15 - 20 tömeg%-ig – nem rontja le a zúzottbeton adalékanyaggal készült beton szilárdsági jellemzőit, sőt az ilyen anyag hajlítószilárdsága bizonyos mértékben kedvezőbb, mint az azonos összetételű homokos-kavics adalékanyaggal készült betoné. Az épületek bontásából származó hulladékok öszszetételében a legnagyobb volument a falazóanyag és a beton teszi ki (lásd a 5.9. ábrát, amely egy német felmérés szerinti összetételt mutatja), ezért ipari szinten is elsősorban e két anyag feldolgozásával foglalkoznak. 5.9. ábra. Épületbontási törmelék összetétele

4% műanyag

40% beton

2 % vakolat

47% falazóanyag

7% fa

A hidraulikus kötésű építési törmelékek (beton, tégla, cserép, stb.) felhasználásának hagyományos területe a különböző árkok, hátfalak, elhagyott bányagödrök feltöltése. A vegyes építési törmelékek ilyen célú, válogatás nélküli felhasználása nem tekinthető teljes értékű újrahasznosításnak, mivel egyrészt az anyagok mechanikai tulajdonságai – a törmelék rendkívül ingadozó összetétele miatt – nem hasznosíthatók kellő mértékben, másrészt az így feltöltött terület utólagos beépítésekor gondot okozhat a változó összetételű és teherbírású altalaj. Az építési hulladék feldolgozásának technológiája nagy részben hasonló az ásványi nyersanyagoknál megismert módszerekével, de a bontási hulladékok sajátos tulajdonságai miatt (összetétel, törmelékdarabok mérete, stb.) újrahasznosításuk sok esetben többfokozatú előkészítést igényel. Az alkalmazandó aprítási és szétválasztási fokozatok számát a törmelékdarabok kezdeti mérete mellett, a szennyezettség mértéke és a szennyezőanyagok milyensége is befolyásolhatja. A bontott aszfalt és a hidraulikus kötésű építési hulladékok nemcsak összetételükben, hanem kötési folyamatukban is eltérőek, ezért a kétféle építőanyag újrahasznosítási lehetőségei, és feldolgozási technológiájuk is különböző.

- 118 5.5.2. Bontott aszfalt újrahasznosítása A különböző építési hulladékok közül a legkiforrottabb eljárásokat a bontott aszfalt újrahasznosítására dolgozták ki. Ezt elsősorban a bontott aszfalt (újrahasznosítás szempontjából) előnyös tulajdonságai (5.5.1. fejezet) indokolják. Az elvégzett anyagvizsgálatok szerint a bontott aszfalt a feldolgozása után nem nyeri vissza teljes mértékben eredeti tulajdonságait, ezért másodlagos hasznosítására a következő módszereket lehet alkalmazni: − Az eredeti felhasználási módhoz képest, alacsonyabb követelményű burkolatok készítése a bontott aszfalt egyszerű újramelegítésével és átkeverésével, elsődleges nyersanyagok hozzáadása nélkül. − Tetszőleges minőségi követelményű burkolatok készítése a bontott anyagnak az elsődleges alapanyagokhoz való megfelelő arányú hozzákeverésével. − Szórt útalapok készítése, a bontott termék aprításával kapott egyenletes szemszerkezetű törmelék felhasználásával. Az így készült alapra kipermetezett bitumenemulzió, vagy higított bitumen a bontott aszfalt elöregedett kötőanyagát regenerálja, és ezzel a hagyományos bitumenes útalapokéval egyenértékű pályaszerkezet hozható létre. A bontott aszfalt feldolgozásának alapvetően kétféle technológiája ismert: − keverőtelepen való feldolgozás, − helyszíni felújítás. A kétféle módszert összehasonlítva, a helyszíni burkolat-felújítás előnye, hogy elmarad mind a bontott, mind az újrakevert aszfalt szállítása. Hátránya viszont, hogy sajátos berendezéseket igényel, valamint a keverőtelepi feldolgozáshoz képest az időjárási tényezők nagyobb mértékben befolyásolják az elkészített burkolat minőségét. 5.5.2.1. Aszfaltburkolatok bontási technológiái A bontott aszfalt feldolgozásához szükséges anyag-előkészítési műveletek (aprítás, osztályozás, tisztítás) elsősorban a felbontott aszfaltdarabok méretétől függenek. E szempontból alapvetően kétféle bontási technológiát különböztethetünk meg: − Aszfaltmarógépek használatakor – amennyiben az anyag nincs hosszas tárolási műveletnek kitéve – a felmart apró szemcsés aszfalt általában minden további feldolgozás nélkül juttatható be a keverőtelepi folyamatba, vagy – helyszíni burkolatfelújító célgép alkalmazása esetén – átkeverés és „feljavítás″ után visszaépíthető a burkolatba. − A felújítási munkáknál használatos forgótárcsás aszfaltvágógép és bontókalapács alkalmazásakor a felbontott anyag megközelítőleg 100 - 300 mm-es aszfaltdarabokból áll. Az ilyen nagyméretű anyag helyszíni burkolat-felújításra nem alkalmas, de nem lehet azt közvetlenül sem a keverőgépbe*, sem a szárítódobba feladni. A nagy aszfaltdarabok felmelegedése ugyanis lényegesen nagyobb időt (vagy magasabb hőfokot) igényelne, mint a szemcsés zúzaléké, emiatt egyrészt aránytalanul megnövekedne a keverési ciklusidő, másrészt a nagy darabok felszíni rétegeiben a bitumen könnyebben túlmelegedhet, ami a keverék minőség-romlását eredményezheti. A felújításra kerülő burkolatok bontási munkáihoz – különösen nagyobb felületek esetén – a hagyományos bontószerszámok mellett, egyre szélesebb körben alkalmazzák a marótárcsával, vagy maróhengerrel ellátott munkagépeket. Az aszfaltmarógépek vagy önjáró célgépként _________________________________________________________________________ * Ez alól kivételt képeznek azok a közvetett fűtésű „aszfaltfőző” berendezések, melyeket kifejezetten bontásból származó, öntöttaszfalt darabok feldolgozására alakítottak ki.

- 119 kerülnek kialakításra, de készítenek rakodógép, vagy kotrógép munkaeszközének helyére szerelhető, marótárcsás, vagy maróhengeres adaptereket is. Az aszfaltmarógép munkaeszköze egy forgómozgású henger, melynek palástján csavarvonal mentén nagy szilárdságú anyagból kialakított bontófogak vannak elhelyezve. A maróhengerek, valamint az azon elhelyezett marófogak kialakítása a bontásra kerülő burkolati anyag minőségétől (aszfalt, beton, vagy stabilizációs réteg), és rétegvastagságától függően többféle lehet. Így pl. az 5.10/a. ábrán látható durva osztású maróhengerek elsősorban nagyobb vastagságú alaprétegek, vagy stabilizációs rétegek bontására alkalmasak, míg a finom osztású maróhengereket (5.10/b. ábra) a felső burkolati réteg marására használják. a.

b.

c.

5.10. ábra. Aszfaltmaró munkaeszközök a./ durva osztású maróhenger b./ finom osztású maróhenger c./ marótárcsa

Az 5.11. ábrán bemutatott önjáró aszfaltmarógépnél a maróhenger (1) által felmart szemcsés aszfalt először egy kihordó szalagra (2) jut, ahonnan az anyagot egy forgatható ill. billenthető módon kialakított szállítószalag (3) segítségével szállítójárműre rakja. Az ábrán bemutatott nagyteljesítményű mobil berendezésnél a marási mélység a lánctalpak (5) helyzetének szabályozásával (6) állítható. 6

4

1

2

6

9

8

7

3 5 5

5.11. ábra. Önjáró aszfaltmaró berendezés 1. maróhenger, 2. kihordó szalag, 3. feladó szállítószalag, 4. motor + hajtómű, 5. haladómű, 6. munkahenger (munkaszint beállítás), 7. munkahenger (feladó szalag billentés), 8. forgatómű, 9. ellensúly

A felmart aszfaltszemcsék mérete a maróhengeren elhelyezett bontófogak kialakításától és elrendezésétől, valamint a munkaeszköz sebesség-viszonyaitól (forgási és haladási sebesség értéke, ill. azok aránya) függ. Ezen jellemzőket úgy választják meg, hogy a felmart aszfalt szemcsemérete megfeleljen a további feldolgozás igényeinek. Ugyanakkor egyes esetekben szükség lehet a felmart aszfalt utólagos aprítására is, pl. ha hosszabb idejű tárolás alatt az egyes szemcsék nagyobb darabokká állnak össze, vagy ha a készítendő új burkolati réteg maximális szemcsemérete kisebb töretméretet igényel. A bontókalapáccsal felbontott nagy méretű, lemezes aszfaltdarabok aprítására az ütéssel, és a nyíró igénybevétellel üzemelő gépek alkalmasak. E célra – a hagyományos törőgépek közül – elsősorban a röpítő-, a kalapácsos-, a hengeres- és a vágókéses törők használhatók, de készítenek kifejezetten aszfalt aprítására szolgáló gépeket is. Az 5.12. ábrán látható aszfalt törő-osztályozótelep mindkét aprítási fokozatában sajátos kialakítású aszfalt-törőgépeket alkalmaznak. Az előtörőként beépített maróhengeres aprítógép (1) garatába rakodógép adja fel a bontott aszfaltot. Az adott technológiánál másodlagos aprításra csak a túlméretes darabok kerülnek. Ezek leválasztása a hengeres törőgép (9) elé beépített vibrációs rostával (7) történik.

- 120 1

3

4

2

2

7

5

4

9 6

10

8

5.12. ábra. Kétfokozatú aszfalt törő-osztályozótelep (BENNINGHOVEN) 1. marótárcsás törőgép, 2. nyomólemez, 3. hajtómű, 4. szállítószalag, 5. fémleválasztó szalag, 6. konténer, 7. vibrációs rosta, 8. kiadó garat, 9. hengeres törőgép, 10. kihordó szállítószalag.

A töretet kihordását mindkét fokozatban szállítószalag (4, 10) végzi. Az előtörő kihordó szalagja felett elhelyezett mágneses fémleválasztó szalag (5) feladata, hogy a tárolás, vagy a rakodás közben a bontott anyagba véletlenszerűen bekerülő fémes anyagokat leválassza, és konténerbe (6) gyűjtse össze. A darabos aszfalt a nehezen aprítható anyagok közé sorolható, a hőmérséklet-érzékenysége, az alapanyag szívóssága, valamint az egyes darabok lemezes alakja miatt. Ezért a hagyományos törőgépek feladógarata könnyen eltömődhet. Ennek megakadályozására az előtörő garatába (5.13. ábra) alternáló mozgatású nyomólemezeket építettek be. 5.13. ábra. Maróhengeres aszfalttörő 1. maróhenger, 2. nyomólemez, 3. munkahenger, 4. feladó garat, 5. billenőlap, 6. belső fogazat, 7. kihordó szállítószalag

3

4 6

2 5 1 7

Az hidraulikus munkahengerrel mozgatott nyomólemezek (2), a garatban (4) elhelyezett fogazat (6) segítségével, a lemezes aszfaltdarabokat a maróhenger (1) hatókörzetébe továbbítja, de nyomóerejével az aprítási folyamatot is segíti. A bontott aszfalt hosszabb időtartamú tárolása, vagy a rakodás közben a gépbe feladott anyag közé nagyszilárdságú anyagok is bekerülhetnek, ezért – a maróhenger védelme érdekében – a törőtér egyik oldalfala (5) billenthető módon lett kialakítva. (A billenőlap egyúttal a kopott marófogak cseréjét is megkönnyíti.) 5.5.2.2. Keverőtelepi feldolgozás A felmart, ill. megfelelő méretre felaprított aszfalt feldolgozására többféle keverőtelepi technológia is alkalmazható, de ismerni kell, ill. a felhasználás előtt meg kell vizsgálni a töret eredeti összetételét (szemszerkezet, bitumen mennyiség, stb.), és annak megfelelően kell adagolni, ill. pótolni az elsődleges nyersanyagokat. A keverőtelepi technológiák között alapvető különbség az új ásványi anyag, és a bontott aszfalt mennyiségének keverési arányaiban van, mely szerint megkülönböztethetünk:

• Hagyományos aszfaltkeverési technológiánál (5.14/a. ábra) legfeljebb 20 - 25 % keverési arányban adagolható aszfalt töret az elsődleges nyersanyaghoz. Ennél a megoldásnál a depóniában (1), ill. silóban tárolt hideg aszfalt törmeléket mérlegelés (2) után közvetlenül a keverőgépbe juttatják, ahol az egyes aszfaltdarabok átmelegedésük után „felolvadnak” és szétesnek az eredeti szemcseméreteikre. Mivel a bontott aszfalt előmelegítés nélkül, közvetlenül a keverőgépbe (3) kerül, az elsődleges nyersanyagot a szokásosnál magasabb hőmérsékletre (a bontott aszfalt ará-

- 121 nyától függően 240 - 270 oC-ra) kell felmelegíteni. Ez a kötőanyag nagyobb termikus igénybevételével járhat, ami minőségromláshoz vezethet. További hátránya, hogy a keverési ciklusidő megnövekszik, valamint a bontott aszfalt nedvességtartalma miatt vízgőz képződik, ami ugyancsak minőségromlást eredményezhet. Előnye, hogy beruházási költsége – a további két megoldáshoz képest – viszonylag alacsonynak tekinthető. a. 2

6

7

5

4

9 8

3

1

b. 10

6

7 9

11 8

2 1

c.

1

2

15

9

14 13

12

5.14. ábra. Bontott aszfalt keverőtelepi feldolgozása a./ hagyományos aszfaltkeverési technológiával, b./ kombinált szárító- és keverődobbal, c./ párhuzamos szárító rendszerrel. 1. bontott anyag depónia, 2. mérlegelő tartály, 3. aszfaltkeverőgép, 4. adalékmérleg, 5. frakciók tárolótartályai, 6. osztályozógép, 7. meleg elevátor, 8. szárítódob, 9. új nyersanyag tárolótartályai, 10. bontott aszfalt hevítődob, 11. keverőtorony, 12. kombinált szárító- és keverődob, 13. bitumen permetezőcső, 14. töltőkocsi, 15. késztermék tárolósiló.

• Párhuzamos szárító rendszernél (5.14/b. ábra) a hagyományos keverőtelepi berendezések mellé (vagy a torony rendszerű keverőtelepek esetén, annak legfelső szintjére) telepített második szárítódobban (10) felmelegített bontott aszfaltot – az osztályozógépet megkerülve – közvetlenül a keverőgépbe adagolják. Mivel a bontott aszfaltban lévő bitumen hőterhelésének csökkentése érdekében azt csak 120 - 140 oC-ra célszerű felmelegíteni, ezért az elsődleges nyersanyagok szárításánál itt is a szokásosnál némileg magasabb hőmérsékletet (220 - 240 oC) kell biztosítani. A kétféle anyag hőmérséklet-viszonyából következik, hogy ennél a megoldásnál az újrahasznosított anyag és az elsődleges alapanyagokból készített aszfalt aránya lényegesen magasabb lehet, felső határa a gyakorlatban a 60-70 % -ot is elérheti. E technológia hátránya, hogy minél nagyobb a bontott aszfalt aránya, annál nagyobb mértékben függ az új keverék minősége az újrahasznosított anyag eredeti – esetenként igen változó – összetételétől. Ezért a bontott anyag minőségét rendszeresen ellenőrizni kell, és az elsődleges nyersanyagokat csak annak függvényében szabad feladni.

- 122 -

• A folyamatos üzemű keverőtelepeken alkalmazott kombinált szárító- és keverődobos változatnál (5.14/c. ábra) a bontott anyagot a szárító-keverődob (12) palástján kialakított feladógaratba juttatják. A itt alkalmazott szárító-keverődobok a bontott aszfalt kötőanyagának termikus túlterhelését azáltal kerülik el, hogy a bontott anyag feladógarata után beépített lapátokról lehulló szemcsék mozgáspályája – a lapátok visszahajlított alakja miatt – nem keresztezi az égőfej lángterét, vagy olyan kettős köpenyű szárító-keverődobot alkalmaznak, melynél a bontott aszfaltot nincs kitéve az égéstér közvetlen hőhatásának. Természetesen az elsődleges nyersanyag arányainak megfelelő mennyiségű bitument (13) is a dob közvetlen hőhatástól védett szakaszán permetezik be. E megoldásnál alkalmazható mennyiségi arányra a különböző gépgyártók többféle adatot közölnek (15 - 60 %), mivel a keverőtérben felmelegíthető bontott anyag mennyisége az adott gép konstrukciójától (anyagfeladás helye, a berendezés szárító és keverőterének aránya, lapátozás alakja, stb.) is függ. A módszer hátránya, hogy a folyamatos üzem miatt a szárító-keverődob igen érzékenyen reagál a hulladék-arány változására. 5.5.2.3. Helyszíni újrahasznosítás Az aszfaltburkolatok helyszíni felújítására szolgáló célgépek az eredeti burkolati anyagot „feljavítás″ után közvetlenül az útburkolatba építik vissza. A helyszíni felújításra alapvetően kétféle eljárást (meleg, vagy hideg), és azokon belül többféle technológiát, ill. azoknak megfelelően többféle burkolat-felújító berendezést alakítottak ki: − A meleg eljárásoknál a burkolat felületét infrasugárzókkal felmelegítik, majd – a burkolat hibájától függően – az alábbi felújítási technológiákat alkalmazhatják: − A felső kopóréteg kisebb mértékű profilhibáinak kijavítása érdekében, a felmelegítést követően áthengerlik a burkolatot. − A burkolati érdesség növelése céljából, a megtisztított, majd felmelegített burkolatra impregnált zúzalékot szórnak, majd azt a plasztikussá vált kopórétegbe hengerlik. − Nagyobb mértékű meghibásodások javításakor az ú.n. „meleg REMIX” eljárást alkalmazzák, amely során a felmelegített felső burkolati réteget (max. 10 cm rétegvastagságban) fellazítják, rendszerint új anyag hozzáadása nélkül átkeverik, majd a felújított réteget visszaterítik, és végül betömörítik. Egyes gépek alkalmasak előkevert aszfaltból új burkolati réteg (kopott burkolat pótlása, vagy új záróréteg) terítésére is. − A hideg burkolatfelújító eljárás („hideg REMIX”) lényegében a hagyományos talajstabilizációs géplánc technológiai folyamatából kifejlesztett módszer, amely egyaránt alkalmas új pályaszerkezet, vagy alapréteg építésére, régi pályaszerkezet felújítására, vagy megerősítésére is. Ennél a technológiánál alacsony hőfokon is kötőképes speciális bitumenek (bitumenemulzió, habosított bitumen) és a felmart régi burkolat helyszíni összekeverésével állítják elő az új burkolati réteget. A meleg eljárásoknál (5.15. ábra) a felújítandó kopóréteget gáztüzelésű infrasugárzók felmelegítik. Az önjáró alvázra (1), vagy a burkolatfelújító célgépre (3) függesztett, 20 - 120 db égőfejet tartalmazó inframelegítő egységek helyzetét, ill. a burkolattól való távolságát hidraulikus munkahengerekkel lehet beállítani. Az égők, ill. az egyes égőcsoportok teljesítményét a környezeti- és a felmelegítési hőmérséklettől valamint az aszfalt típustól függően külön-külön is lehet változtatni, és ezzel elkerülhető a kötőanyag túlhevítése. A folyékony tüzelőanyagot (általában propángáz) az alapgépre szerelt tartályokból adagolják az égőfejekbe. Amikor csak a legfelső réteg áthengerlésére (vagy zúzalékolására) van szükség, a mobil inframelegítő után a felújítandó burkolaton csak egy úthenger (vagy zúzalékszóró + úthenger) halad végig. Nagyobb mértékű meghibásodások helyreállításakor az 5.15. ábrán látható teljes gépsort használják. A „meleg REMIX” eljárással dolgozó felújítógépen (5.16. ábra) további infrasugárzó egységek (1) vannak elhelyezve, melyekkel a burkolat felső rétegét 140 - 170 oC-ra

- 123 melegítik fel. Az előmelegített aszfaltréteget a gép először 4 - 10 cm mélységben felszakítókésekkel (2) felbontja, majd maróhengerrel (3) felaprítja, az útpálya felszínén összekeveri, végül elosztócsigával (4) elteríti. 1

2

3

4

Hőmérséklet, oC

200

Burkolat felszínén 2 cm mélységben 4 cm mélységben 6 cm mélységben

150 100 50

0

5.15. ábra. A burkolati rétegek hőmérséklet-változása a „meleg REMIX” eljárásnál 1. mobil inframelegítő, 2. szállítójármű, 3. burkolatfelújító berendezés, 4, tömörítő henger.

Az 5.16. ábrán bemutatott berendezés alkalmas új kopóréteg, vagy a végleges pályaszint kialakításához szükséges előkevert aszfalt réteg terítésére is. A keverőtelepről kiszállított – új alapanyagokból készített – aszfaltot a szállítójármű a berendezés elején lévő fogadótartályba (5) üríti, ahonnan a gép hosszában végigmenő zárt, fűtött szállítóalagúton (6) keresztül jut el a gép végén elhelyezett, második terítőcsigához (7). A gép munkafolyamatának utolsó lépéseként a felújított, és az új aszfalt réteget a vibrációs tömörítőgerendával (9), egy-menetben dolgozzák be. A burkolat végső tömörítését tömörítőhengerekkel (10) oldják meg. 9

haladási irány 1

6

5

10 8

1 + - 0,00

2 + - 0,00

+ - 0,00

3

4

1

7 + - 0,00

+ - 0,00

5.16. ábra. Meleg eljárású aszfaltburkolat felújítógép ( WIRTGEN ) 1. infrasugárzó fűtőtestek, 2. felszakító kések, 3. maróhenger, 4, 7. elosztócsiga, 5. fogadótartály, 6. szállító alagút, 8. vibrációs tömörítőgerenda, 9. üzemanyag tartály, 10. tömörítőhenger.

A meleg eljárású aszfaltburkolat felújítógépek munkaszélessége a géptípustól függően az 1,0 - 3,75 m tartományban változhat. A bedolgozási szint változtatása érdekében a berendezésen elhelyezett egyes munkaeszközök (infrasugárzó egységek, maróhenger, stb.) helyzete hidraulikus munkahengerekkel változtatható, ill. a kívánt értékre automatikusan beállítható. A hideg eljárású burkolatfelújításra általánosan jellemző, hogy a felmart burkolati anyag és a kötőanyag (alacsony hőfokon is kötőképes bitumen, esetleg hidraulikus kötőanyag) ösz-

- 124 szekeverése után, azt közvetlenül az útburkolatba építik vissza. A módszer előnye „meleg REMIX” eljárással szemben, hogy nincs szükség a burkolati réteg (nagy energiaigényű, és rossz hatásfokú) felmelegítésére, és olyan esetekben is használható, amikor nemcsak a burkolat felső rétegét kell felújítani, hanem a teljes pályaszerkezet, vagy annak jelentős része (az alkalmazott géptípustól függően 15 - 30 cm mélységig) átépítésre kerül. a.

3

2

1

A géplánc haladási iránya

b.

c.

6

4

5

6

4

7

8

5.17. ábra. Hideg REMIX eljárású burkolatfelújító gépláncok 1. burkolatmaró-keverő-bedolgozógép, 2. bitumenemulzió tartálykocsi, 3. vibrohenger, 4. többrekeszes kötőanyag tartálykocsi, 5. burkolatmaró és -felszedőgép, 6. keverő-terítő-bedolgozógép, 7. mobil aprítógép, 8. billenőplatós gépkocsi (bontott aszfalt szállításához).

A technológiához tartozó burkolatfelújító gépláncok (5.17. ábra) alapegységei: − a bitumenemulzió, és/vagy hidraulikus kötőanyag (cement-, vagy mésztej) szállítását és adagolását biztosító tartálykocsik (2, ill. 4), − a burkolat felmarására, aprítására, összekeverésére és elterítésére szolgáló berendezés, amely egyes kisebb teljesítményű gépsoroknál egy gépegységként (1), míg a nagyobbaknál több, egy-, vagy kétfunkciós célgépként (5, 6, 7) kerül kialakításra − a burkolat végleges tömörségét biztosító tömörítőhengerek (3). A felsorolt alapegységekhez – szükség estén – csatlakozhatnak még a kopóréteg megfelelő minőségét biztosító zúzalékszóró és -terítő berendezések. A 5.17/c. ábrán bemutatott gépsor sajátossága, hogy nemcsak a helyszínen, hanem egy távolabbi munkahelyen felmart aszfalt közvetlen beépítésére is alkalmas, ezért ehhez a géplánchoz hozzátartozik egy önjáró kivitelű maróhengeres aprítógép (7), valamint szükség lehet szállító járművekre (8) is. A hideg eljárású burkolatfelújítási technológia alkalmazására a különböző gépgyártók többféle berendezést fejlesztettek ki. Az egyes változatok nemcsak szerkezeti megoldásaikban, hanem a keverési módszerükben, vagy abban is eltérőek lehetnek, hogy csak a kopott burkolati réteg „pótlására”, vagy előkevert aszfaltból új réteg terítésére is alkalmasak-e. A keverési módszer szempontjából a berendezések egy része a burkolat alapanyagait csak a maróhengerrel (5.21. ábra) keveri össze, míg más gyártmányoknál, e célra külön keverőgép szolgál. Ez utóbbiak kétféle megoldást alkalmaznak, az egyiknél a keverőegység közvetlenül az útpálya felszínén (5.19. ábra) dolgozik, míg a másik változatnál (5.18. ábra) a gép részét képező külön keverőteret alakítanak ki. Ez utóbbi esetben egyenletesebb minőségű a keverék, de a berendezés szerkezetileg bonyolultabb. A hideg eljárású felújítógépek a kopott burkolati réteg „pótlására” többnyire alkalmasak. A hozzáadott új keverék bedolgozása szempontjából a következő módszereket használják:

- 125 − Az „ADMIX” elnevezésű technológiánál a felmart anyagot, a „feljavításához” szükséges kötőanyagokkal, valamint a réteg pótlásához szükséges – újonnan készített – aszfalttal együtt (vagy egy külön keverőgépben, vagy közvetlenül az útpálya felszínén) összekeverik (5.18. ábra), majd ezt a keveréket bedolgozva alakítják ki az új burkolatot. Ezt az eljárást akkor célszerű alkalmazni, amikor a meglévő burkolati réteg plasztikus deformációra hajlamos, vagy jelentős mértékben kifáradt. 4

9

8

3

2

1. maróhenger 2. keverőgép 3. szórófej 4. döngölőpalló 5. vibrációs gerenda 6. régi burkolat 7. javító réteg 8. kötőanyag 9. keverék 10. új burkolat

1

5 10

7

6

5.18. ábra. Hideg eljárással dolgozó burkolatfelújító célgép

− A „REMIX PLUSSZ” eljárásnál (5.19. ábra) a maróhengerrel (2) felszedett burkolat átkeverés (3) után kötőanyaggal (1) felújítva kerül visszaterítésre (4, 5). Erre a rétegre terítik (7, 8) az „új” keverékből (6) készült kopóréteget, végül azt a remixelt réteggel együtt betömörítik (9). Ezt a technológiát olyan útpálya korszerűsítéseknél alkalmazzák, amikor a felújítandó burkolat – az anyag összetétele szempontjából – alaprétegként alkalmas a visszaterítésre (az csak a felület minőségi hibái miatt szorul felújításra), de arra egy új záróréteget kell teríteni. 8 9

7

5

4

6

3

2 1

5.19. ábra. REMIX PLUSZ eljárás technológiai vázlata Kifejezetten a hideg eljárású burkokolatfelújítási technológia számára fejlesztették ki a habosított bitument. Ez egy olyan kötőanyag, melynek kötési mechanizmusa, és előállítási folyamata (5.20. ábra) is sok hasonlóságot mutat a bitumenemulzióéval, de ezt nem nagyüzemi módszerekkel, hanem a helyszínen készítik az e célra kialakított habosító egység keverőterébe porlasztott forró útépítési bitumenből, nagynyomású víz és levegő felhasználásával. A kétféle kötőanyag közötti, további eltérés, hogy a habosított bitumen emulgeáló szert nem tartalmaz, ezért a „törési ideje” lényegesen rövidebb, mint a bitumenemulzióké. Emiatt nem tárolható, az elkészítése után az ásványi anyaggal azonnal össze kell keverni, és elkészülte után az anyagot be kell tömöríteni.

Forró bitumen

1. kötőanyag permetezés 2. marótárcsa 3. keverőgép 4, 7. elosztócsiga 5, 8. terítőpad 6. szállító alagút (új keverékhez) 7. vibrációs simítógerenda

Fúvóka szabályzó

Víz Habosított bitumen

Levegő

5.20. ábra. Habosított bitumen előállítási folyamata

Az 5.21. ábrán egy habosított bitumennel, vagy cementtel kevert kötőanyaggal üzemelő burkolatfelújító berendezés adagoló és szabályozó rendszerének elvi vázlata látható. A számítógépes vezérlés feladata, hogy a gép haladási sebességének, és az időegység alatt felmart és átkevert mennyiségnek megfelelően, mindenkor biztosítsa a keverőtérbe beadagolt kötőanyag előírt mennyiségét. Ehhez folyamatosan méri a berendezés haladási sebességét, és a felmart anyag rétegvastagságát, majd ezen adatoktól függően adagolja a számítógép

- 126 szoftverébe előzetesen beprogramozott arányoknak megfelelő összetevőket, valamint a bitumen habosításához (ill. a cementtej bepermetezéséhez) szükséges sűrített levegő mennyiségét, és nyomását. Jelölés:

Display

1. forró bitumen, vagy bitumenemulzió bevezetés, 2. víz bevezetés (habosításhoz) 3. cementtej csatlakozás, 4. víz bevezetés (optimális víztartalom beállításához) V – a gép munkasebességének mérése,

Printer Microprocessor R

M

A

V

1 2

A – a bitumen és a vízszivattyúk szabályozása,

3 4

M – a befecskendezett bitumen és vízmennyiség ellenőrzése, R – a fúvóka tisztító rendszer szabályozása

5.21. ábra. Habosított bitumennel üzemelő felújítógép kötőanyag adagolása ( WRITGEN ) 5.5.3. A beton és az épületbontási anyagok újrahasznosítása A hidraulikus kötésű építési hulladékok másod-nyersanyagként való felhasználásának egyik legfontosabb követelménye, hogy az lehetőleg minél kisebb mennyiségben tartalmazzon az eredeti ásványi nyersanyagoktól eltérő, szennyezőanyagnak minősíthető anyagokat (fa, papír, műanyagok, stb.), valamint lehetőleg homogén összetételű hulladék feldolgozására kerüljön sor, vagyis például a beton törmelék ne tartalmazzon falazóanyagot. Ezek az idegen anyagok ugyanis nagymértékben befolyásolhatják a másod-nyersanyagokból készített építési anyagok fizikai-, kémiai- és környezeti ellenállóképességét. A beton hulladék megfelelő előkészítés (törés, osztályozás, tisztítás) után a természetes adalékanyag helyett, vagy ahhoz hozzákeverve friss beton készítésére is alkalmas, a következő megszorításokkal: − Amennyiben az újrahasznosított adalékanyag keverési aránya az összes adalékanyag igény 20 %-át nem haladja meg, az elkészített beton tulajdonságai lényeges eltérést nem mutatnak az elsődleges adalékanyaggal készített betonokéhoz képest. − A zúzott beton porozitása rendszerint nagyobb, és a feldolgozott beton minőségétől függően nagyobb mértékben is változhat, mint az elsődleges felhasználású adalékanyagoké. Ez azzal jár, hogy a vízfelvételi képességük is nagyobb, ill. nagyobb mértékben változik, mint a hagyományos adalékanyagoké. Ez gondot okozhat az optimális vízcementtényező meghatározásakor, valamint a mértékadó szilárdság csökkenésében, és a szilárság szórásának növekedésében jelentkezhet. Ezen problémák nagyrészt elkerülhetők, ha a finom frakciót (d < 4 mm) természetes homokkal helyettesítik. − Az újrahasznosított durva szemcsékből és természetes homokból készített betonok kifáradási- és fagyállósági jellemzői nagymértékben függenek az eredeti beton összetételétől, ezért ezen jellemzőket – különleges igények esetén – ellenőrizni kell. − A zúzott beton, a finom frakciók helyettesítése esetén vasbeton termékek készítésére minden korlátozás nélkül felhasználhatók, de feszítettbeton termékek gyártására csak korlátozott mértékben ajánlható.

- 127 − Az útépítési betonok bontásakor keletkező hulladékban gyakran előforduló kismértékű aszfalt-szennyezés (< 20 tömeg%) nincs káros hatással a zúzott betonnal készült, új burkolati anyag minőségére, sőt a hajlítószilárdságát – az azonos összetételű kavicsbetonhoz képest – bizonyos mértékben javítja is. A bontott betonburkolat másodnyersanyagként történő alkalmazására mutat be egy példát az 5.22. ábra, melyen a Bécs – Salzburg közti autópálya eredeti, és felújított pályaszerkezete látható. Az átépítéskor az eredeti betonburkolatot, a rajta lévő 2 cm aszfaltréteggel együtt felszedték, majd azt – az útpálya mellett haladó – mobil törő-osztályozó berendezéssel max. 32 mm-es szemcseméretre felaprították, és két frakcióra szétosztályozták. A 4 mm alatti frakciót az alsó réteg helyszíni cementes stabilizációjához használták fel, míg az új burkolati réteget a 4 mm feletti zúzott anyagból, homok és cement hozzáadásával készítették el. Új pályaszerkezet

Régi pályaszerkezet Javító aszfaltréteg 2 cm 22 cm 5 cm 25 cm

4 cm Eredeti beton burkolat

Aprítás, 4/32 osztályozás 0/4 Kátrány aszfalt Fagyvédő szemcsés ágyazat

21 cm 5 cm

25 cm

Érdesített kopóbeton Zúzott adalékú beton Bitumenes aszfalt Helyszíni talajstabilizáció (eredeti + 0/4)

5.22. ábra. Autópálya betonburkolatának újrahasznosítása A tégla törmelék és egyéb égetett agyagot tartalmazó hulladék is felhasználható beton adalékanyagként, de az ezekből készült beton szilárdsága rendszerint lényegesen kisebb, mint a csak természetes nyersanyagból készült betonoké, ezért az alkalmazásukat megelőzően ellenőrző vizsgálatok szükségesek. A régebbi lakóépületek bontásakor a bontási hulladék jelentős hányada (20.-.25%) lehet a faanyag (tartók, szarufák, tetőlécek, pallók, parketta, ablakok, ajtók, stb.). A bontott fa feldolgozásánál a következőket kell figyelembe venni: − az előzetes válogatás nagyon munkaigényes műveletét csak kézi erővel lehet megoldani, mivel a méretek és a minőség rendszerint nagyon változó; − a fémes részeket és az ásványi szennyezőket (szegek, vakolat, stb.) a további feldolgozáshoz el kell távolítani, ami szintén sok manuális műveletet igényel; − a további feldolgozásra való alkalmasság függ a fa fajtájától, repedezettségétől, a kártevők vagy a korhadás jelenlététől, valamint az anyag külső megjelenésétől. Az előzőek alapján a bontott faanyagok felhasználhatósága három kategóriába sorolható: − építési faanyagnak alkalmas; − faforgács készítésére alkalmas anyag; − tüzelőanyagként hasznosítható. A legkedvezőbb eset, ha a bontott épületfa a fémes, vagy ásványi szennyeződések eltávolítása és az esetleges javítások után az eredeti funkciójának megfelelően ismételten felhasználható. A födémgerendáknál például a tartófejek gyakran megsérülnek, ezeket az újrafelhasználás előtt saruzással szokás kijavítani. A bontásból származó fa egyik jellegzetes felhasználási területe a zsaluzat készítés, de ilyen célú alkalmazásukhoz is el kell távolítani az idegen anyagokat (fémek, ásványi szennye-

- 128 zők), mivel azok tönkre tehetik a feldolgozásukkor használt kéziszerszámokat. Az épületfaként nem alkalmazható bontási faanyag, ha azt a kártevők vagy gombásodás nem károsította faforgács készítés alapanyagaként hasznosítható. Ilyen célra a régi faanyag előnyös tulajdonságokkal is rendelkezik, mivel rendszerint alacsonyabb a nedvességtartalma és kisebb a testsűrűsége, mint a frissen kivágott faanyagé. A faforgács előállítására általában kétfokozatú aprító berendezéseket (kalapácsos törő, röpítőtörő) használnak. A technológia fontos eleme a mágneses leválasztó, amely az aprítás során felszínre kerülő fémes szennyezőanyagokat távolítja el a törmelékből. Az épületfát csak olyan esetben célszerű tüzelőanyagként felhasználni, ha az, a tönkremenetele miatt az előző feladatokra nem alkalmas, vagy ha az olyan kis mennyiségben keletkezik, hogy gazdaságosan nem szállítható. 5.5.3.1. Betonszerkezetek bontási technológiái A bontott beton másodlagos nyersanyagként való újrahasznosításához a bontott betont elő kell készíteni (aprítás, osztályozás, tisztítás). Az anyagelőkészítés technológiája, és az egyes műveleteknél alkalmazott berendezések kiválasztásakor meghatározó szempont a betonszerkezet bontási technológiája. A keletkezett törmelék méretét és tisztaságát ugyanis – az eredeti összetétel, és szerkezeti méretek mellett – a bontási módszer, és az ott használt berendezések határozzák meg. A beton, vagy vasbeton építmények bontására alkalmazott jellegzetes technológiák, ill. berendezések: − robbantás − szétszerelés − mobil munkagépre szerelt (vagy kézi-vezetésű) bontószerszámok: − hidraulikus roppantóolló − bontókalapács − marószerszám − önjáró (vagy vontatott) útburkolat törő célgépek: − ejtősúlyos berendezések − sajátos palástprofillal kialakított vibrációs hengerek („impaktorok”) A robbantásos technológiára elsősorban olyan esetekben kerülhet sor, amikor a robbantás és a szomszédos épületek védelmét szolgáló biztonsági intézkedések együttes költsége, más bontási eljárásokhoz képest viszonylag alacsony (pl. toronyházak, kémények, nagyobb területek szanálása, stb.). A törmelék összetétele rendszerint heterogén, és az egyes darabok mérete is meghaladhatja az elszállításhoz, ill. a további feldolgozáshoz szükséges méreteket, ezért az omladék e részét a helyszínen tovább kell darabolni. Szétszereléssel általában az olyan előregyártott elemekből készített építmények bonthatók, melyek kapcsolati pontjai viszonylag egyszerűen oldhatók, pl.: paneles lakóépületek, vasúti keresztaljak, vasbeton távvezeték oszlopok, járdalapok, stb. A szétszerelés előnye, hogy az így visszanyert elemek egy része az eredeti feladatukra (pl.: járdalapok), vagy attól eltérő célra (pl.: iparterületek burkolása vasúti keresztaljakkal) közvetlenül is felhasználható. A szétbontott elemek anyagminőség szerinti összetétele viszonylag homogén (beton + acélbetét), ami a másodlagos adalékanyagként való felhasználásuk szempontjából kedvező. Ugyanakkor a nagyobb méretű elemek a hagyományos kialakítású törőgépekbe nem adhatók fel, azokat vagy kisebb méretre (0,7 – 1,0 m) előzetesen fel kell darabolni, vagy ilyen jellegű feladatokra kialakított aprítógépeket kell alkalmazni.

- 129 Az építési hulladék további felhasználása szempontjából azok a bontási eljárások és bontó berendezések az előnyösebbek, melyek nemcsak beton bontására alkalmasak, hanem a vasbeton, ill. a feszítettbeton szerkezetekben lévő acélbetétek darabolását is elvégzik. Ezen követelmények alapján alakították ki a napjainkban egyre szélesebb körben alkalmazott hidraulikus roppantóollókat. További előnyük, hogy üzemeltetésük lényegesen kisebb zajjal, és rezgéssel jár, mint például a hasonló feladatra szolgáló bontókalapácsoké. Az épületszerkezetek bontására kialakított, különböző gyártmányú hidraulikus ollók (5.23. ábra) működési elve azonos, azaz a csuklókkal (4) összekapcsolt roppantópofák (1, 10) közé befogott anyag roppantásához szükséges erőt hidraulikus munkahengerek (3) biztosítják. 5

2

11

a.

b.

3 6

3 1

11

7 10

8

8

1

4

c.

7

C

9

3 1

9

1

B E

B

1

A

A D

A

D

5.23. ábra. Kézi irányítású (a.) és kotrógépre függeszthető (b, c.) hidraulikus roppantóollók 1. mozgó pofa, 2. összekötőkar, 3. hidraulikus munkahenger, 4. csap, 5. irányítókar, 6. függesztő szerkezet, 7. csatlakozófej, 8. forgótám, 9. vágókés, 10. álló pofa, 11. felfüggesztés helye.

Felfüggesztésük alapján kézi irányításúak, vagy mobil munkagépre függeszthető kivitelűek lehetnek. A hidraulikus hengert a kézi irányítású gépeknél külön tápegység, míg a függesztett kivitelűeknél a hordozógép hidraulikus köre táplálja. A kézi irányítású roppantóollók (5.23/a. ábra) viszonylag kis méretben készülnek. Az ábrán bemutatott gép csak a vasalatlan beton bontására alkalmas, ezért a vasbeton, vagy feszítettbeton elemekben elhelyezett acélszálak elvágására kiegészítő munkaeszköz (pl. kézi működtetésű betonacél vágógép) szükséges. Hidraulikus roppantóollók jellemzői Jellemző

Kézi irányítású

5.2. táblázat.

Kotrógépre szerelhető Szimmetrikus

Aszimmetrikus

Max. munkahenger erő, kN

31 - 47

Max. vágóerő, kN

25 - 38

39

80 - 120

Hidraulikus nyomás, bar

830

600

300

Munkahenger lökete, mm

100 - 150 42 - 80

185

1500 - 2300

A

250 - 350

350

700 - 900

B

150 - 175

155

C

100 - 135

Saját tömeg, kg

Méretek, mm

150 - 200

D

100

480 - 550

E

80

120 - 160

/b.

/c.

Szerkezeti rajz (5.23/... ábra)

/a.

A kotrógépek gémfejére függeszthető típusok (5.23/b. és /c. ábrák) az előzőeknél általában nagyobb méretűek. Pl. a KRUPP által gyártott legnagyobb roppantóollóval max. 1840 kN

- 130 erő fejthető ki, és méreteire jellemző, hogy vele 1800 mm vastagságú betontest is átfogható (lásd még: 5.2. táblázat). A függesztett munkaeszközök a hordozó gép gémrendszerének megfelelő magasságban dolgozhatnak, de egyes kotrógépekhez – e célból – növelt hosszúságú gémtagokat is készítenek. A bontandó elem helyzetének megfelelő beállásuk érdekében a roppantó eszközök forgótámmal (8) csatlakoznak a felfüggesztő szerkezethez (7). Az ábrán bemutatott mindkét változat a nagy vágóerőt igénylő betonacél feldarabolására a csuklópont közelében elhelyezett külön vágókéssel (9) vannak ellátva. Ezeknél az acélbetétek elvágásához rendszerint át kell helyezni a berendezést. Gyártanak olyan nagyteljesítményű roppantóollókat is, melyeknél a roppantópofák teljes felülete el van látva vágóéllel, így azokkal egy fogással, a betonnal együtt a vasalás is elvágható, ill. amelyekkel acélszerkezetű építmények is bonthatók. Az aszfalt útburkolatok bontási technológiáit tárgyaló 5.5.2.1. fejezetben, a maróhengerek ismertetésénél már említésre került, hogy azok egyes típusai beton marására is alkalmasak. A beton marására azonban elsősorban nem önjáró felületmaró berendezéseket, hanem kotrógépre szerelhető marótárcsás munkaeszközöket használnak. Ezek is (a roppantó szerelékhez hasonlóan) forgótámmal csatlakoznak a gémhez, és a marótárcsa forgatását végző hidromotor táplálása (ennél a szereléknél is) a hordozógép hidraulikus rendszeréről történik. A beton útburkolatok teljes, vagy részleges felújításakor azt teljes keresztmetszetében fel kell bontani. Erre a feladatra egyes önjáró felületmaró berendezések ugyan alkalmasak, de a beton marás nagyobb energiaigénye miatt, erre a feladatra többnyire önjáró (vagy vontatott) burkolattörő célgépeket használnak. Ezek a berendezések (impactorok; önjáró, ejtősúlyos burkolattörők) többnyire dinamikus hatással üzemelnek, kihasználva a beton viszonylag alacsony ütőszilárdságát. A burkolat feltörése után, a max. 0,2 – 0,5 m2 felületű betondarabokat felszedik, majd törő-osztályozó berendezéssel az újrahasznosítás igényének megfelelő méretre aprítják. 5.5.3.2. Építési hulladék aprítása Az építési hulladékanyagok aprítása – ha azt nem az előregyártott elemek szétszerelésével végzik – rendszerint már a bontási művelettel elkezdődik, de az itt keletkező töretdarabok mérete csak kivételes esetben (pl. marótárcsa alkalmazása) felelhet meg az újrahasznosításuk szemcse mérettel kapcsolatos igényeinek. Ezért a bontott anyagot többnyire tovább kell aprítani. Az építési hulladékok feldolgozásához használt törőgép típus kiválasztásakor figyelembe kell venni a feladott anyag összetételét és minőségi jellemzőit (szilárdság, keménység, stb.), a gépre feladandó anyagdarabok maximális méretét, valamint a kívánt töretméretet. Az 5.3. táblázat szerint [8] a beton és az építmények bontásából származó egyéb szilikátipari anyagok (tégla, cserép, kerámia, stb.) feldolgozására a kőzetek aprítására kialakított „hagyományos” törőgépek szinte minden alaptípusa alkalmas. A nyomással, és az ütéssel üzemelő gépek összehasonlításakor a töret alakja szempontjából ugyan a dinamikus hatással aprító berendezések (röpítőtörő, kalapácsos törőgép, stb.) az előnyösebbek, de mivel a beton törmelék általában nem hajlamos lemezes aprítódásra, a nyomó igénybevétellel aprító berendezések is használhatók. Ez utóbbi gépcsoport előnye, hogy a betonacélt tartalmazó hulladék feldolgozásánál a letisztított acélszálak lényeges iránytörés nélkül távozhatnak el a gépből, míg a rotoros törőgépek forgó mozgású törőeleme deformálja (összegyűri) az acélszálakat. Az előzőek miatt, a bontott beton feldolgozásánál is többnyire a „hagyományos” törőgépeket alkalmazzák, de ezek mellett megtalálhatók kifejezetten bontott beton aprítására kifejlesztett berendezések is. Ezek jellegzetes változatai: − vasbeton gerendák és oszlopok aprítására szolgáló kaparószalagos anyagfeladású berendezések:

- 131 − fekvő elrendezésű pofás törőgépek, − ütőhengeres törőgépek − mobil munkagépre szerelhető aprítókanalak: − kotrógépre függeszthető hidraulikus hajtású pofás törőgépek, − rakodó-, vagy kotrógép kanala helyére szerelhető ütő-, vagy maróhengeres munkaeszközök. Építési hulladékok aprításához használatos törőgépek Anyag

Aprítási fokozat (jellemző töretméret)

Durva (> 50 mm) nagy szilárdságú, kőzetek, beton, pofás törőgép, építőanyagipari ütőhengeres törő kemény, igen röpítő törő, és üvegipari koptató hatású hulladékok roppantóolló közepes szilárd- fémek, kábelek, hidraulikus olló, hőrekeményedő röpítő törő, ságú, kemény, hengeres törőgép műanyagok koptató közepes szilárd- papír, textil, bőr, késes, v. fogazott lárdságú, rostos, fa, gumi, hőrelá- hengeres törő, gyuló műanyag kalapácsos törő kissé koptató Tulajdonság

5.3. táblázat.

Hulladék fajta

Közepes (5 - 50 mm) pofás törőgép, kúpos törőgép, röpítő törő, kalapácsos törő kalapácsos törő, fogazott hengeres törőgép

Finom (< 5 mm) kalapácsos malom, röpítő törő, marótárcsa

fogazott hengeres törőgép kalapácsos törő

kalapácsos malom, vágókéses törő

kalapácsos malom, vágókéses törő

A vasbeton ill. feszítettbeton gerendák és oszlopok (pl. távvezeték oszlopok, feszítettbeton vasúti aljak, födémgerendák, stb.) bontását gyakran a szerkezet szétszerelésével végzik. Mivel a kőzetek aprítására kialakított törőgépek rendszerint gravitációs anyagfeladásúak, a hosszú betonelemeket (a benne lévő acélbetétekkel együtt) az aprítást megelőzően a garatnyílásnak megfelelő méretre fel kell darabolni. E probléma megoldására fejlesztették ki az ütőhengeres, ill. a fekvő elrendezésű pofás törőgépeket, melyeknél mind az anyagfeladást, mind a töret kihordását a törőtér alatt elhelyezett mechanikus hajtású szállítópályával oldják meg. A szállítópálya hossza az aprítandó betonszerkezet hosszához igazodik, így azt nem kell előzetesen felaprítani, és a kaparószalag a megtisztított acélbetétek kihordását is elvégzi. Az 5.24. ábrán bemutatott ütőhengeres törőgép – a működési elve alapján – a rotoros törőgépek csoportjába tartozik, de az anyagfeladást és a töret kihordását egy kaparóláncos szállítópálya (4) végzi. A töret maximális méretét a rotoron (2) elhelyezett törőelemek (3) és a kaparólánc közti távolság határozza meg. Ennél nagyobb szemcse azért nem tud keresztüljutni a törőgépen, mert a rotor fordulatszámát, és a kaparólánc haladási sebességét úgy választják meg, hogy a résnyílásnál nagyobb méretű anyagot a törőzónán való áthaladása közben legalább egy ütés érje. A résnyílás méretét a rotor helyzetének változtatásával lehet módosítani, az e célra kialakított hidraulikus munkahenger segítségével. 2 3 5

1

4

6 7

1. alváz (csúszó-talp) 2. ütőhenger 3. törőelem 4. kaparólánc 5. feladógarat 6. láncfüggöny 7. kihordó szalag

5.24. ábra. Ütőhengeres törőgép

- 132 A fekvő elrendezésű pofás törőgépeknek (5.25. ábra) mind az egyszerű, mind az összetett lengőmozgású változatát kifejlesztették. A kétféle hajtási mód közül az utóbbi a kedvezőbb, mivel ennél – különösen, ha mindkét pofa mozog (5.25/b. ábra) – a pofa mozgásának (7) az anyagáramlás irányú (6) sebessége segíti a törőtér ürítését. Ennek következtében egyrészt megnövekszik a gép teljesítőképessége, másrészt a töret és a szállítópálya között kisebbek a megcsúszások, ezért kisebb a kopás és kedvezőbb a kaparószalag igénybevétele is. a.

2

ω 1

7

4

b.

ω

6

5

5

ω

3

1. mozgópofa 2. állópofa 3. excenteres tengely 4. nyomólap 5. kaparószalag 6. a szállító-pálya haladási iránya 7. a pofa mozgáspályája

6

4

3

1

7

5.25. ábra. Fekvő elrendezésű pofás törőgépek a./ egyszerű lengőmozgású törőgép; b./ összetett lengőmozgású két-mozgópofás törőgép A mobil munkagépre szerelhető aprítókanalak elsősorban olyan feladatoknál alkalmazhatók előnyösen, amikor a kisebb mennyiségben keletkező bontott anyagot a kitermelés helyszínén célszerű feldolgozni, mert az azonnal visszaépítésre kerülhet. Például közművezeték javítása után, a kibontott vegyes összetételű anyag (talaj, beton, stb.) – ha az megfelelő szemcseméretű – az árok feltöltésére újból felhasználható. Az aprítókanalak felfogó, ill. függesztő rendszerét rendszerint úgy alakítják ki, hogy azok – a típustól függetlenül – minden olyan mobil munkagépre felszerelhetők legyenek, melynek össztömege, valamint a munkaeszköz működtetéséhez rendelkezésre álló hidraulikus jellemzők (nyomás, szállítás) megfelelnek az adott munkaeszköz igényeinek. A kotrógép gémjére szerelhető pofás aprítókanalak (5.26/a. ábra) excenteres tengelyét hajtó hidromotort a hordozógép hidraulikus rendszere táplálja. A berendezés ciklikus üzemben működik. A kotrógép gémrendszere mozgatásával feltöltik a kanalat, majd felemelik, és közel függőleges helyzetbe billentve végzik el az aprítást. A töret mérete – a hagyományos pofás törőgépekhez hasonló módon – a résnyílás méretének módosításával változtatható. a.

b.

4

4

7

2

3 1

5

6

3

1. álló pofa 2. mozgópofa 3. hajtás 4. felfogóelem csatlakozás 5. ütőhengerek 6. törőrudak 7. ütőfejek

5.26. ábra. Mobil munkagépre szerelhető aprítókanalak a./ pofás aprítókanál; b./ rotoros aprító-osztályozó kanál A rotoros aprító-osztályozó kanalak működési elvük alapján mind a törőgépekhez (ütőhengeres törőgép), mind az osztályozógépekhez (forgótárcsás rosta) sorolhatók, ezért ezek a munkaeszközök többféle hulladékfeldolgozási művelet elvégzésére is alkalmassá tehetők. Az 5.26/b. ábrán bemutatott „nehéz kivitelű” aprítókanál például beton, és egyéb szilikátipari anyagok aprítására is alkalmas, míg a „könnyű” és „normál” kivitelűek csak építési hulladék szétválasztására, talajrögök és kis szilárdságú anyagok aprítására, vagy helyszíni talajstabilizáció keverésére használhatók. A különböző feladatú rotoros kanalak – a méret, a terhelhetőség és a teljesítmény-igény mellett – a forgórész (5) tárcsás tengelyeinek számában, tárcsák osztásközében, ill. a tárcsák közé beépített ütőfejek (7), vagy vágókések kialakításában eltérőek.

- 133 5.5.3.3. Építési hulladékok szétválasztása Az építési hulladékokra, és bontott anyagokra jellemző, hogy rendszerint nemcsak méretükben, hanem anyagukban is heterogén összetételűek, ezért az anyaghalmaz méret szerinti osztályozásra, ill. az idegen anyagok kiválasztására – a hagyományos osztályozási módok és berendezések mellett – néhány speciális, e célra kifejlesztett gépi berendezést is használnak. Az anyaghalmaz méret szerinti szétválasztásra leggyakrabban mechanikus hajtású síkrostákat, ill. a gépcsoporton belül többnyire tömegerő gerjesztésű vibrációs rostákat alkalmaznak, de a korszerű újrahasznosító telepeken megtalálhatók a víz-, vagy légárammal dolgozó hidraulikus osztályozógépek is, mivel ezekkel a méret szerinti osztályozás mellett, egyes szennyező anyagok leválasztása is elvégezhető. A hulladék anyagok méret szerinti szétválasztásának tipikus berendezése a dobrosta, melyet egyszerű szerkezete és hajtási módja miatt, mind a mobil osztályozó telepeknél, mind a munkagépre szerelhető rostakanalaknál alkalmaznak. A mobil telepekbe beépített dobrosták további előnye, hogy a rostalemezek résnyílásait eltömítő szennyezőanyagok eltávolítása viszonylag egyszerű eszközzel, az osztályozó felülethez szorított forgókefével megoldható. a.

5

3

b.

3

6

1 2

4 1

2 2

1

5.27. ábra. Mobil munkagépre szerelhető dobrosta-kanalak a./ zárható, kétoldali hajtású kivitel; b./ nyitott, konzolos hajtású változat 1. kanál, 2. hajtás, 3. felfogóelem csatlakozás, 4. billenthető ajtó, 5. munkahenger, 6. rögzítőkar

A kotró-, vagy rakodógépre szerelhető rostakanalak – az aprítókanalakhoz hasonlóan – kisebb mennyiségben keletkező hulladékanyagok helyszíni feldolgozására szolgálnak. Működési elvűk alapján dobrostás kivitelűek, vagy mozgó rostélyrácsos kivitelűek lehetnek. A dobrosta (5.27. ábra) forgatását, ill. a rostélyrács periodikus mozgatásét végző hidromotort (5.28. ábra) ezeknél a szerelékeknél is a hordozógép hidraulikus rendszere táplálja, és a munkaeszköz jellegének megfelelően, a rostakanalak is ciklikus üzemben működnek. Először a munkagép gémrendszere segítségével feltöltik a kanalat, majd felemelt helyzetben elvégzik az osztályozást. (Ehhez természetesen a 5.27/a. ábrán látható változatnál az ajtó billentésével be kell zárni a kanalat.) Végül a kanálban maradó, résnyílásnál nagyobb méretű szemcséket – a 5.27/a. változatnál az ajtó kinyitása után – a rostakanál billentésével ürítik ki.

5.28. ábra. Rostélyrácsos rostakanál hajtása

Az anyagminőség szerinti szétválasztás többféle alapelv szerint végezhető el, az összekeveredett anyagok eltérő mechanikai, fizikai, kémiai, elektromos, vagy optikai tulajdonságai alapján. Az építési törmelékben leggyakrabban előforduló anyag-féleségekhez használható szétválasztási módszereket az 5.4. táblázat tartalmazza.

- 134 -

Építési hulladékok anyagainak szétválasztásának módszerei

5.4. táblázat.

Szétválasztási eljárás alapja Anyag minőség Sűrűség

Süllyedési Mágneses Elektromos Optikai sebesség tulajdonságok

beton

Mechanikai +

tégla, cserép

+

+

betonacél

+ +

+

gipszkarton

+

fa

+

+

+

műanyag

+

+

+

papír

+

+

üveg

+

+

színesfém

+

zúzott kő, kavics

+

+ + +

+ +

aszfalt

+

A beton törmelékben igen gyakran fordulnak elő a beton sűrűségénél kisebb sűrűségű szennyezőanyagok (fa, papír, műanyagok, stb.). Ezeket kézi válogatással, vagy légárammal, esetleg – vizes osztályozók használata esetén – a közegben való eltérő süllyedési sebességük alapján választanak szét. A légárammal végzett szétválasztás két, különböző módszerét mutatja be a 5.29. ábra. Az a. jelű megoldás azon alapul, hogy a szállítószalagról lehulló anyagáramba (megfelelő irányban) befúvott levegő nyomásának hatására, a kisebb sűrűségű szemcsék nagyobb ívű pályán haladnak tovább, mint a nagyobb sűrűségűek. Ezt felhasználva, a kamra különböző távolságban elhelyezett rekeszeiben eltérő sűrűségű anyagok gyűjthetők össze. A 5.29/b. változatnál a méret szerinti szétválasztást végző, mechanikus osztályozó berendezés fölé építettek be egy olyan elszívó ventillátort, amely az anyaghalmazból a viszonylag nagy felületű, de kis sűrűségű szennyezőanyagokat (pl.: műanyag fólia, papír, stb.) eltávolítja. Az ábrán bemutatott forgótüskés osztályozógépet elsősorban nehezen osztályozható, összetapadt anyagok szétválasztására fejlesztették ki, így ez a megoldás nemcsak az épületek bontásából származó vegyes összetételű hulladékok osztályozására, hanem hulladéklerakó telepek felszámolására, valamint feltöltött talajok rekultiválására is alkalmazható. a.

Kevert sűrűségű anyag

Fólia

b.

Nagy szemcse Kis szemcse

Levegő Könnyű

Közepes

Nehéz

5.29. ábra. Sűrűség szerinti szétválasztás, légárammal a./ kamrás osztályozó; b./ elszívó ventillátorral felszerelt forgótüskés osztályozó Az optikai elven végzett válogatásnál a különböző minőségű anyagok eltérő színe, vagy más optikai tulajdonsága (pl. fényvisszaverődés) elvén bontják szét az anyaghalmazt. E mód-

- 135 szert – költséges volta miatt – csak azokban az esetekben célszerű alkalmazni, ha a végtermék minősége szempontjából nagyon fontos a szétválasztás, vagy ha a szennyezőanyagnak minősülő idegen anyag sűrűsége, valamint mágneses és elektromos tulajdonságai is közel azonosak az alapanyagéval, ezért a többi szétválasztási módszer nem alkalmazható. Az 5.30. ábra a Mogensen cég által kifejlesztett, optikai válogató berendezés működési elvét mutatja. Ennél a megoldásnál a szállítószalagról lehulló anyaghalmaz egy nagy fényerővel megvilágított térbe kerül, ahol kamerákkal érzékelik az egyes szemcsék színét. A kamerákból beérkező jeleket, a vezérlő egység kiértékeli, és összehasonlítja a leválasztandó anyag színéhez (ábrán: szürke) tartozó jellemzővel. Ha két érték azonos, megnyitja a levegőrendszer mágnesszelepét, így a fúvókán kiáramló nagynyomású levegő hatására az „idegen anyag” az e célra beépített szállítópályára kerül, míg a többi iránytörés nélkül halad tovább.

megvilágítás

kamera

kamera

levegő

mérő-, és szabályozó egység

5.30. ábra. Optikai válogatás elve

5.5.3.4. Építési hulladékanyag feldolgozó telepek A különböző építőipari hulladékanyagok feldolgozása a keletkező mennyiségtől, ill. újrahasznosítási módjától függően történhet: − a törmelék keletkezésének helyszínén: mobil, vagy áttelepíthető törő-osztályozó berendezésekkel, valamint munkagépre szerelt aprító-, és/vagy rostakanalakkal; − telepített, nagy teljesítőképességű újrahasznosító telepeken. Míg kezdetben, a recycling technológia megjelenésekor az egy-egy nagyobb bontási helyszínre gyorsan áttelepíthető, kis- vagy közepes teljesítőképességű üzemek voltak Európa szerte a jellemzők, addig napjainkra – a környezetvédelmi előírások szigorodása miatt – egyre inkább előtérbe kerülnek a nagy teljesítőképességű telepített üzemek, de változatlanul megvan a gyorsan áttelepíthető mobil telepek létjogosultsága is. A mobil törő-osztályozó berendezéseket rendszerint lánctalpas alvázra telepítik, így azok (pl. betonburkolat anyagának feldolgozásakor) a hulladék keletkezésének helyszínén együtt haladhatnak a bontási munkákkal. A mobil berendezések (5.31. ábra) további fő gépegységei: − vibrációs adagolóval, vagy előosztályozó rostélyráccsal (2) ellátott anyagfeladó garat (1), melybe általában rakodó-kotrógéppel adják fel az anyagot; − törőgép, amely többnyire vagy pofás (3), vagy rotoros kivitelű, de egyes gépgyártók készítenek kúpos, kalapácsos, ütő-, és vágóhengeres, valamint függőleges tengelyű (centrifugális) törőgéppel felszerelt mobil berendezéseket is; − az előosztályozóval leválasztott anyag, ill. a töret kihordására szolgáló szállítószalag (6); − mágneses leválasztószalag (7), a fémes szennyezőanyagok leválasztására; − a töret méret szerinti osztályozására is alkalmas mobil törő-osztályozó berendezésekbe általában egy-, esetleg kétsíkú vibrációs osztályozógépeket építenek be, vagy közvetlenül a törőgép alá, vagy a kihordó szállítószalag végére. Az 5.31. ábrán bemutatott berendezés az általánosan szokásos gépegységek mellett el van látva, egy teleszkópos gémrendszerre (4) telepített bontókalapáccsal (5) is. Ennek feladata, hogy a törőgép garatnyílásába bekerülő túlméretes betondarabokat – szükség esetén – berendezésre feladható szemcseméretre aprítsák.

- 136 1. feladógarat 2. előosztályozó 3. pofás törőgép

5

1

4. gémrendszer 5. bontókalapács 6. szállítószalag

7. mágneses leválasztószalag 8. járómű 9. kihordószalag 10. vázszerkezet

4 3

7

6

2

10 9

8

5.31. ábra. Mobil törő-osztályozó berendezés 3

5

4

9

11

10

15

14/s

17

3/s 6

2

1

7

13

12

14

2

8

3

18

19

16

7

9

15

17

14

20

5.32. ábra. Áttelepíthető törő-osztályozó berendezés 1. alváz, 2. letalpaló berendezés, 3. feladógarat, 3/s. garat (szállítási helyzet), 4. vibrációs rosta, 5. vibromotor, 6. hidraulikus munkahenger, 7. szállítószalag, 8. előleválasztott anyag depónia, 9. röpítő törőgép, 10. hajtóegység, 11. ékszíj-hajtás, 12. vibrációs adagoló, 13. vibromotor, 14. töret kihordó szállítószalag, 14/s. szalag (szállítási helyzet), 15. mágneses leválasztó szalag, 16. fémes anyag gyűjtőtartály, 17. töret depónia, 18. hidraulikus tápegység, 19. nyerges vontató csatlakozás, 20. feljáró rámpa.

Az áttelepíthető törő-osztályozó berendezések (5.32. ábra) utánfutóként, nyerges vontatóval egy egységként, többtengelyes gépjármű alvázon (1) kerülnek elhelyezésre. A helyszínre vontatásuk után a gép üzembehelyezéséhez az alábbi műveleteket kell elvégezni: − a berendezés letalpalása (2); − a szállítási helyzetben összecsukott állapotban lévő szállítószalagok (7, 14 ill. 14/s) szét-

- 137 nyitása és az üzemi helyzetben való rögzítése; − a feladó garat (3) és a vibrációs rosta (4) üzemi helyzetének beállítása, a két gépegység közös keretszerkezetének hidraulikus munkahengerrel (6) való megemelésével; − a rakodógépes anyagfeladáshoz szükséges feljáró rámpa (20) kialakítása; − a leválasztott fémes anyagok gyűjtőtartályának (16) elhelyezése. Az 5.32. ábrán látható nagy teljesítőképességű (max. 160 t/óra) áttelepíthető törő-osztályozó berendezés egyaránt alkalmas beton és vasbeton törmelék anyagok, elemgyári és építési hulladékok, bontott aszfalt, valamint nyers kőzetek aprítására is. Az előállított töret mérete 0 - 56 mm, a garatba feladható anyag legnagyobb mérete ≈ 1050 x 700 mm. A feladógaratba (3) kerülő anyagból –- a túlaprítódás elkerülése érdekében – az apró szemcséket egy előleválasztó vibrációs rosta (4) leválasztja, és az itt kapott frakciót – az igényektől függően – vagy külön depóniában (8) tárolja, vagy a surrantóra helyezett toldat segítségével a töretet szállító szalagra továbbítja. Ez utóbbi megoldásnál a 7 jelű szállítószalagot le kell szerelni. Az aprítást egy 1100 mm rotor átmérőjű röpítőtörő (9) végzi. A töretet egy vibrációs adagoló (12) segítségével szállítószalag (14) juttatja a készanyag depóniába (17). Vasbeton, vagy egyéb fémes szennyezőanyagokat tartalmazó építési hulladékok aprításakor a fémtartalmú anyagokat a szállítószalag felett elhelyezett mágneses leválasztó szalag (15) választja ki, és továbbítja az erre a célra szolgáló tartályba (16). A mobil törő-osztályozó berendezés energia ellátása diesel motorról történik. Ez ékszíjhajtáson (11) keresztül közvetlenül hajtja a törőgépet, és a generátort, amely a berendezésen lévő elektromos gépek (vibromotorok, hidraulikus tápegység, stb.) táplálására szolgál. A berendezés szalagmérleggel, valamint frekvencia-szabályozott hajtással is felszerelhető. Az aprítási folyamat jelentős porképződéssel jár, ezért a kiporzás csökkentése érdekében a feladott anyagot nedvesítik, ill. törőgépből kikerülő törethez nagy nyomással vizet permeteznek. Az 5.33. ábrán egy telepített törő-osztályozó üzem folyamatábrája látható. A telepre beérkező építőipari hulladék először a tárolótérre, majd onnan egy egysíkú előleválasztó rostára kerül. Innen a durva frakció (> 100 mm) az elsődleges, ú.n. „előtörőbe" jut, míg a méret alattit – a fémes anyagok leválasztása után – tovább osztályozzák. Az előleválasztóra, valamint az előtörőt követő 2. rostára a felesleges, sőt káros túlaprítódás elkerülése miatt van szükség.

Előleválasztó Előtörő Mágnes Mágnes

Acél

Acél 2. rosta 1. rosta

Utótörő

Homok

Mágnes Szennyezők kiválogatása

Acél

Az 1. jelű osztályozógép három frakcióra bontja az anyagot, a 4 mm alatti homok a Fa, stb tárolódepóniába kerül, míg a másik két 3. rosta frakció – a méretétől függően – vagy az utótörőbe, vagy osztályozás után közvetlenül a készanyag tárolóba. A bemutatott telep technológiai folyamatra jellemző, hogy nemcsak Különböző méretű frakciók az előleválasztó berendezés után, hanem mind mindkét aprítási fokozatot követően is 5.33. ábra. Kétfokozatú törő-osztályozó telep technológiai folyamata mágnessel leválasztják a fémes szennyezőket. A többszöri leválasztás azért szükséges, mert az ismétlődő törési művelet során a betonból újabb, és egyre kisebb méretű fémes anyagok is kiszabadulhatnak.

- 138 -

IRODALOMJEGYZÉK [1]

Beton és vasbeton készítése (MI-04. 19-81), Építésügyi Tájékoztatási Központ kiadványa, 1983, Budapest.

[2]

Szilikátipari kézikönyv (szerk: Dr. Tamás Ferenc), Műszaki Könyvkiadó, 1982, Budapest.

[3]

Dr. Palotás László, Dr. Balázs György: Beton - habarcs - kerámia - műanyag, Akadémiai Kiadó, 1980, Budapest.

[4]

A panelos lakóépületek felújítása (szerk: Dr. Birghoffer Péter, Hikisch Lóránt), Műszaki Könyvkiadó, 1994, Budapest.

[5]

A technika krónikája, 1991, Officina Nova.

[6]

Dr. Beke Béla: Aprítás és osztályozás, Tankönyvkiadó 1980. Budapest.

[7]

Barnkopf R.-Ezer R.-Kiss P.-Máté S. :Hidraulikus rendszerek tervezése Műszaki Könyvkiadó, 1984, Budapest.

[8]

Böhm József: Építési hulladékelőkészítés mechanikai szétválasztási eljárásai Mérnöktovábbképző Intézet kiadványa. 1994.