Jelenlegi hely

Reformkutatás a betongyártásban

Hulladék-újrahasznosítással gyártott alapanyagból készülhetnének a jövő épületei, ha a tudományos élet szereplőinek sikerülne előállítani azt a betont, mely a tervek szerint nem tartalmazna homokos kavicsot. A felfedezés egyrészt megoldást jelenthetne a Föld fogyatkozó homokkészletének problémájára, másrészt segítségével jelentős lépéseket lehetne tenni a bolygónkon felhalmozódott hatalmas mennyiségű hulladék újrahasznosítására is.

Hollandia, Belgium, Svájc, Kanada, USA és Ausztrália tudósai mellett magyar kutatók is élen járnak abban a munkában, mely a hulladék-újrahasznosítás lehetőségeit vizsgálja például az építőiparban. A BME Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoportja éveken keresztül dolgozott annak a dinamikus online információs rendszernek az összeállításán, melynek célja a környezethatékony és környezettudatos döntéshozatal segítése. A körinfo.hu honlapon folyamatosan bővülő adatbázis többek között számba veszi azokat a hulladékokat, melyeknek felhasználásával részben kiváltható a betongyártásból az értékes homokos kavics.


Silány sivatagi homok

– A zúzott betont, a lebontott panel­elemeket, az erőművekből származó pernyét, hamut, az üveghulladékot már most is használja az építőipar alapanyagként – mondja dr. Gruiz Katalin, a magyar kutatócsoport vezetője. Ezek az anyagok az újrahasznosítás során költséges tárolást igénylő hulladékból alapanyagokká válnak. A megfelelő szemcseméretű betonhulladékot Finnországban például útépítésnél használják, kőzet­zúzalék kiváltására. Lengyelországban kőszén égetéséből származó pernyével részlegesen helyettesíteni tudják a cementet. Nagy-Britanniában pedig üveghulladékból lesz betonalapanyag. Nem feltétlenül arra kell tehát gondolni, hogy belvárosi paloták épülnek majd hulladékból, de ha megtaláljuk hatékony felhasználásuk módját és helyszínét, takarékoskodhatunk természeti kincseinkkel, emellett pedig a homokbányászatból eredő rehabilitációs károk is csökkenhetnek, véli dr. Gruiz Katalin.

A természeti erőforrások felhasználásának XXI. századi ranglistáján az első helyen szereplő vizet a homokos aggregátumok követik. Mindkét természeti kincs készletei végesek, és mindkettőből sokkal nagyobb mennyiséget használ el az emberiség, mint amennyi a fenntartható fejlődés szempontjából indokolt lenne.

Világszerte az ipar évi 40-45 milliárd tonna homokos aggregátumot dolgoz fel. A legnagyobb fogyasztó az építőipar, hiszen a homokos kavics a beton egyik alapvető alkotóeleme. Mindez nem is jelentene problémát, ha az építkezéseknél használt alapanyag előállítására bármilyen homok megfelelne, de sajnos ez nem így van! Hiába borítja sok millió négyzetkilométernyi homok a Föld felszínét, a legjelentősebb homokfajta, az apró szemű sivatagi homok alkalmatlan arra, hogy betont gyártsanak belőle, mert nem áll össze kellően szilárddá a cementtel. Betonnak az a homok alkalmas, amely nem a szél, hanem a víz eróziójából keletkezett. Bár ennek az anyaga ugyanaz, mint az apró szemű homoké (nagyrészt szilícium-dioxid, közismertebb nevén kvarc), de szögletes formájú és nagyobb méretű, szemcséjű, így megfelelő arra, hogy kaviccsal vegyítve, azaz sóderként, ellenálló, masszív beton készülhessen belőle.

A világ építőiparának egyre nagyobb gondot okoz a megfelelő minőségű homokos kavics beszerzése, hiszen a durva szemcséjű anyagból sokkal kevesebb áll rendelkezésre, mint a finom sivatagi homokból. Mivel pedig kialakulásánál a víz játssza a főszerepet, nyilvánvaló, hogy jellemzően vízpartokon, egykori folyóteraszokon, folyómedrek közelében lehet hozzájutni. A szárazföldi források apadása miatt a kitermelés egyre inkább a tengerek és óceánok felé fordult, noha a tengerparti vagy -fenéki homok nem olyan jó minőségű. Előbb alaposan ki kell mosni belőle a sót, különben a vasbetonban rövid idő alatt korrodálhatja a fémet.

A fogyó készletek mellett az is szaporítja a gondokat, hogy a homokbányászat durva beavatkozást jelent a természeti környezetben, sok esetben természetkárosító és környezetszennyező tevékenység, és ipari méretű alkalmazása jelentősen átírhatja azt a kapcsolatrendszert, mely élőlény és környezete között az adott területen évezredek leforgása alatt alakult ki. Ezért aztán a világ számos országában, ahol túlzott méreteket öltött a homokexport, már évtizedekkel ezelőtt bányászati tilalmat rendeltek el.


Homokszivattyú Ázsiában

Építőipari homokos kavicsra márpedig szükség van, különösen annak tükrében, hogy dinamikusan növekszik az építkezési láz a Föld összes kontinensén, legfőképpen Ázsiában. A világ legnagyobb betonfelhasználói az olajsejkségek, Kína és India. A felhasználás mértékét jól érzékelteti az ENSZ Környezetvédelmi Programjának (UNEP) jelentése, mely szerint a Földön egy évben annyi betont állítanak elő, ami elegendő lenne egy 27 méter magas és ugyanilyen széles fal építéséhez, mely körbeérné az Egyenlítőt. Egyedül Kínában – a tervek szerint – a vasúthálózat 150 ezer kilométeresre, az úthálózat pedig 5 millió kilométeresre duzzad majd 2020-ra, mindehhez pedig hatalmas mennyiségű nyersanyagra lesz szükség.

Az ázsiai országok versenyben állnak a Föld legmagasabb építményének címéért is. A lista első tíz helyéből hármat szintén Kína tudhat magáénak. A világbajnok azonban az Egyesült Arab Emírségekben található dubaji Burdzs Kalifa, azaz Kalifa-torony, a maga 828 méteres magasságával. A fő tartószerkezetet 192 darab 50 méter mélyre ásott pillér alkotja. A 160 emeletes épülethez hozzávetőlegesen 330 ezer köbméter betont és 39 ezer tonna betonacélt gyártottak 22 millió munkaóra alatt. Az építkezéshez szükséges homokos kavicsot Ausztráliából importálták.

Mivel a gigantikus beruházásokhoz szükséges készletből egyes vidékeken kevés van, a természeti kincs megszerzésére irányuló szándék hatalmi konfliktusokhoz vezethet azon nemzetek között, melyek a lendületes városiasodást és iparosodást tűzték zászlajukra. A rohamtempóban építkező országokban virágzik az illegális homokbányászat, Indiában és egyes afrikai országokban a nyersanyagkészletekért helyi háborúk dúlnak a homokmaffiák között.

A Zöld-foki Köztársaság egyes szigetein a partok egy részéről mára már teljesen eltűnt a homok, csak kő és szemét maradt. Az Arab-félsziget országai egy ideje már behozatalra szorulnak ebből az ásványi anyagból, de gigantikus építészeti beruházásaikról nem óhajtanak lemondani. A dubaji Palm Jumeira mesterséges sziget megépítéséhez például 385 millió tonna homokot és 10 millió köbméter követ használtak fel, a World Island megépítéséhez pedig, melynek mesterséges szigetei a világtérképet formálják meg, 485 millió tonna homok kellett. Ezek az óriási beruházások Dubaj korábban rendelkezésre álló készleteit teljesen felemésztették. A Föld legnagyobb homok­importőre azonban alighanem Szingapúr, melynek területe az 1960-as évek óta 20 százalékkal nőtt. A városállam az utóbbi 20 évben több mint 500 millió tonna homokot importált, elsősorban a környező országokból, Indonéziából, Malajziából, Thaiföldről és Kambodzsából. A nagyarányú homokkitermelés negatív következményeit látva később több ország is exporttilalmat hirdetett, ez pedig az illegális kereskedelem felvirágzásához vezetett. Indonéziában becslések szerint évente 300 millió köbméter homokot exportálnak illegálisan. A bányászat miatt az ország északi határainál már több mint 80 tengeri sziget van veszélyben, csökken a környező vizek biológiai sokfélesége, pusztulnak a korallzátonyok, és tengeri halfajok tűnnek el.

Jelenleg is folynak próbálkozások annak érdekében, hogy a tengerparti strandokon üveghulladékból készült őrleménnyel helyettesítsék a tengerfenékről drágán kitermelt homokot. Florida egyes partszakaszain a szakemberek már évtizedek óta pótolni kénytelenek a homokot, de a veszteség mértékével nem tudnak lépést tartani. Amerikai kutatók ezért döntöttek úgy, hogy új eljárást dolgoznak ki az üveghulladék újrahasznosítására. A módszer lényege, hogy az üveget speciális technológiával apróra őrlik, majd visszajuttatják a partokra. „Gyakorlatilag eredeti állapotába alakítjuk vissza az anyagot, hiszen az üveg homokból készül” – nyilatkozta Phil Bresee, Broward kerület hulladék-újrahasznosító menedzsere. A módszer valójában nem új keletű, Új-Zélandon már egy ideje léteznek üvegstrandok. Bármennyire is érdekes azonban ez a kísérlet, az alapproblémára, a fogyatkozó mennyiségű építőipari alapanyag világméretű pótlására nem tud megnyugtató válaszokat adni.

Egyre fontosabbá válnak tehát azok a kutatások, melyeknek célja, hogy a betongyártásból részlegesen vagy végleg száműzzék a homokos kavicsot, és ezt az anyagot például újrahasznosítható hulladékkal helyettesítsék.


Magyar homokmustra

A magyar homokbányák a XX. század második felében főként mezőgazdasági termelőszövetkezetek tulajdonában voltak, de a lakosság gyakran szabadon, ellenőrzés nélkül szállította el a nyersanyagot saját építkezési célokra. A kavics- és homokbányák tulajdonviszonyai az elmúlt időszakban ugyan rendeződtek, de az illegális és szakszerűtlen termelésre ma is találunk bőven példát. A homok kitermelése a leggyakrabban előforduló jogosulatlan bányászati tevékenység Magyarországon.

A Magyar Bányászati és Földtani Hivatal 2016. január 1-jei nyilvántartása szerint az országban 800 regisztrált homokbánya található, melyekből mintegy 400 jelenleg is üzemel. Legjelentősebb homokbányáink Kiskunlacházán, Ócsán és Petőfibányán találhatók. Az országban kimutatott homokvagyon (építőipari és egyéb ipari homok) 764,19 millió köbméter, ez pedig azt jelenti, hogy ezzel a vagyonnal a Balaton tómedrének mintegy 40%-a lenne feltölthető. Ez azonban csak a földtani kutatásokkal kimutatott nyersanyagvagyon, az országban fellelhető homok mennyisége ennél jóval nagyobb.

– Hazánk hosszú távra elegendő tartalékokkal rendelkezik ebből az ásványi anyagból – tájékoztat Bihari György okleveles geológus. A víz által szállított homok az ország fő- és mellékfolyóinak völgyében, valamint a folyók kavicsteraszain viszonylag könnyen, gazdaságosan kitermelhető a felszín közeléből. Mivel a homokkitermelésben részt vevő piaci szereplők igen alacsony, a nyersanyag értékének mintegy 5%-át fizetik ki bányajáradékként az állami tulajdonosnak, nyilvánvaló, hogy a homokbányászat extraprofitot termelő iparág, hiszen az ásványi anyaghoz egyszeri magas beruházási költségek után alacsony termelési költségekkel lehet hozzájutni, majd jó áron el is lehet adni azt – állítja a geológus.

Bihari György úgy véli, Magyarországon nem indokoltak az olyan jellegű tudományos kutatások, melyeknek célja, hogy a betongyártás során a homokos kavicsot újrahasznosítható hulladékkal helyettesítsék, hiszen egyrészt a nyersanyagkészletek nagy mennyiségben állnak rendelkezésre, másrészt a hulladék-újrahasznosítás költségei igen magasak. Az építési hulladékok újrahasznosítása persze indokolt lenne környezet- és természetvédelmi, ásványvagyon- és hulladékgazdálkodási szempontok miatt, de a jelen hulladékgazdálkodási támogatási rendszer mellett ez nem gazdaságos. A szakértő tájékoztatása szerint emellett vannak olyan módszerek is a környező országokban, melyeknek során a kemény kőzeteket, így a gránitot, bazaltot vagy az andezitet törik össze, és ezekkel az ásványi anyagokkal helyettesítik a betongyártás során a homokos kavicsot. Ám az eljárás nagyon drága.

Dr. Gruiz Katalin szerint függetlenül attól, hogy hazánk mekkora homokvagyonnal rendelkezik, a tudomány fel­adata, hogy kutassa az új lehetőségeket a hulladék újrahasznosításának terén az építőiparban. A szakértő úgy véli, hogy az ásványi anyagok kitermelése nem csupán egyes országok ügye, hanem sokkal inkább globális kérdés. A természeti erőforrások felhasználásánál ugyanis az országhatárok nem lehetnek választófalak. A kutatási programvezető csalódott amiatt, hogy a szóban forgó tudományos vizsgálatokra évről évre egyre kevesebb pénz jut, és csökken a témában kiírt pályázati lehetőségek száma is.

A reménykeltő kutatások ellenére jó ideig még homokoskavics-alapú betonból készülnek bolygónk felhőkarcolói.

Szabó Judit

 

Címkék: 
Lapszám: