Z geologicznego punktu widzenia jest litą skałą pochodzenia wulkanicznego, która w epoce prekambryjskiej poczęła budować skorupę ziemską. Ponownie przetopiony służy dziś do produkcji odlewów odpornych na agresywne środowisko chemiczne. Listę możliwych zastosowań przybliża nam pracownik naukowy Politechniki Wrocławskiej.

Bazalt jest surowcem naturalnym, który znajduje powszechne zastosowanie w dziedzinie budownictwa. W postaci kruszywa jest masowo wykorzystywany m.in. przy budowie dróg. Od pewnego czasu w ośrodkach SPA można także na życzenie cieszyć się odprężającym masażem ciepłymi kamieniami bazaltowymi, ponieważ bazalt doskonale utrzymuje temperaturę. Ma także szereg innych właściwości, których ani przy budowie dróg, ani w przybytkach relaksu nie sposób wykorzystać.

Kanały, kolektory, zbiorniki, przepompownie, komory, jednym słowem obiekty infrastruktury podziemnej miast są to obiekty bezpośrednio narażone na stałe działanie szkodliwych czynników związanych z obecnością agresywnego środowiska. Dzieje się to zarówno od strony wewnętrznej, co wynika z rodzaju transportowanych przez nie mediów, jak np. ścieki bytowo-gospodarcze, ale także od zewnątrz. Sieci w rozlicznych fabrykach i zakładach przemysłowych nierzadko również pracują w bardzo niekorzystnym środowisku. Efekty produkcji lub odpady z procesów technologicznych charakteryzują się często silną agresywnością chemiczną i ich transport wymaga budowy sieci rurociągów z bardzo odpornych materiałów.

Wnętrza kanałów odprowadzających ścieki sanitarne, deszczowe lub ogólnospławne narażone są na stałe działanie czynników powodujących korozję i pogarszających ich stan techniczny. Przewody kanalizacyjne budowane przed laty wykonywane były przeważnie jako betonowe lub murowane i obecnie większość z nich wymaga renowacji. Powodem ich degradacji jest m.in. stale postępująca korozja siarczanowa, ale także intensywny rozwój transportu drogowego, który powoduje zwiększenie obciążeń eksploatacyjnych. Zły stan techniczny przewodów często uniemożliwia poprawne działanie całego systemu odprowadzającego ścieki, co w efekcie może prowadzić do awarii. Podtopienia występujące powszechnie podczas obfitych opadów, zapadające się w ciągach ulic studzienki kanalizacyjne czy osunięcia nawierzchni drogowych to tylko nieliczne z efektów niesprawnego działania tego typu sieci. Kluczowym elementem ich poprawnego funkcjonowania jest regularna konserwacja, która, jeśli nie zaniedbywana, pozwala często uniknąć kosztownych napraw. Czasem jednak przegląd i czyszczenie są niewystarczające, wówczas konieczna jest renowacja lub budowa nowego obiektu. Zdegradowane przewody transportujące ścieki poddawane są odnowie w celu przywrócenia im pierwotnej wytrzymałości, szczelności i sprawności hydraulicznej, przy czym dobór odpowiedniej technologii pozwala nierzadko na osiągnięcie parametrów lepszych niż początkowe.

Stały rozwój w dziedzinie budowy i renowacji infrastruktury podziemnej miast powoduje systematyczne pojawianie się na rynku nowych rozwiązań i nieprzerwane ulepszanie istniejących. Lista dostępnych technologii jest pokaźna, dlatego proces wyboru odpowiedniego rozwiązania winien być zawsze oparty na dokładnej analizie przypadku i w efekcie zapewniać optymalnie dostosowane rozwiązania, zarówno pod względem technologicznym, jak i ekonomicznym. Elementem kluczowym przy wyborze technologii, a nierzadko tym decydującym, jest materiał. Błąd popełniony przy doborze parametrów materiałowych może skutkować skróceniem przyszłego czasu sprawności obiektu.

Wysoka wytrzymałość statyczna, odpowiednia gładkość wpływająca bezpośrednio na wydajność hydrauliczną, wysoka odporność na ścieranie, możliwie mała nasiąkliwość – to tylko wybrane wymagania stawiane materiałom używanym do budowy tego typu obiektów. Topiony bazalt ze względu na swoje wyjątkowe właściwości fizyczne znakomicie odpowiada tym wymaganiom, dlatego nie dziwi fakt, że nasi południowo-zachodni sąsiedzi wykorzystują go w tej dziedzinie z powodzeniem już od ponad 60 lat.

Dlaczego bazalt?

Bazalt jest surowcem naturalnym, który po obróbce termicznej wykazuje się doskonałymi właściwościami wytrzymałościowymi. Wyjątkowo wysoka odporność na ścieranie (8 stopni w skali Mohsa), doskonała odporność chemiczna (pH 3–10), całkowita odporność na korozję, wysoka gładkość hydrauliczna, odporność na skoki temperatur (do 150°C), a także całkowity brak porowatości i nasiąkliwości (0%) czynią z niego materiał niemal idealny, którego jedyną wadą jest cena. Właśnie ten czynnik w połączeniu z wszechobecną polityką obniżania kosztów i planowaniem krótkoterminowym powoduje, że materiał bazaltowy nie zdobył jeszcze w Polsce takiego zaufania inwestorów, na jakie zasługuje.

W odniesieniu do infrastruktury podziemnej miast elementy bazaltowe wykorzystuje się do dwóch podstawowych zadań: budowy nowych oraz renowacji zniszczonych obiektów.

Do renowacji zniszczonych obiektów wykorzystuje się wyłącznie płytki bazaltowe. Pełna renowacja obiektu podziemnego z użyciem tej technologii obejmuje dwa etapy. Pierwszym jest budowa wzmacniającej struktury nośnej w jego wnętrzu, drugim natomiast wyłożenie utworzonej powierzchni płytkami bazaltowymi o odpowiednio dobranych parametrach. Bardzo często się zdarza, że obiekt wymaga renowacji, a nie ma konieczności jego konstrukcyjnego wzmacniania. Zdarza się to w sytuacjach, gdy trzeba np. podnieść poziom wydajności hydraulicznej, zapewnić szczelność, przedłużyć trwałość obiektu czy podnieść jego odporność chemiczną. Wówczas wykonuje się jedynie drugi etap, choć sam montaż elementów bazaltowych wewnątrz obiektu w efekcie końcowym daje także częściowe wzmocnienie konstrukcyjne.

Czeska fabryka EUTIT s.r.o. produkuje szeroki asortyment z topionego surowca bazaltowego i dostarcza go do wielu krajów nie tylko europejskich, w tym Polski. Proces technologiczny składa się z kilku etapów i przedstawia się następująco: odpowiedniej jakości surowiec bazaltowy po przetopieniu w specjalnych piecach w temperaturze 1280°C wlewany jest w przygotowane formy o określonych kształtach. Po wtórnej krystalizacji bazaltu, gdy staje się on na nowo ciałem stałym, produkty wyjmowane są z form i umieszczane w tunelowych komorach chłodniczych, gdzie stygną w czasie 18–21 godzin. W efekcie końcowym topiony bazalt otrzymuje nową postać i kształt. Proces technologiczny daje możliwość uzyskania elementów o niemal dowolnie złożonych formach, co stanowi istotną zaletę w przypadku renowacji obiektów o skomplikowanych przekrojach poprzecznych. Wszystkie elementy przechodzą badania kontroli jakości, a produkty nie spełniające wymagań trafiają do ponownego przetopienia, co całkowicie likwiduje produkcyjne straty surowca.

Sam materiał bazaltowy do stosowania w podziemnej infrastrukturze nadaje się doskonale i co do trwałości wydaje się nie mieć sobie równych. Kilka zastrzeżeń można by postawić jedynie w odniesieniu do technologii renowacji.

Podstawowym ograniczeniem tej technologii jest fakt, że montaż płytek bazaltowych może być realizowany jedynie w obiektach przełazowych lub kubaturowych, innymi słowy, w takich, do których można wejść. W przypadku kanałów o małych średnicach konieczne jest stosowanie innych materiałów lub pełna wymiana rurociągu na nowy. Sama technologia w porównaniu z konkurencyjnymi rozwiązaniami wydaje się także dość czasochłonna z uwagi na konieczność starannego montażu poszczególnych płytek. Należy jednak podkreślić, że w rezultacie otrzymujemy niezwykle trwałą i wytrzymałą powierzchnię wewnętrzną o wyjątkowej żywotności. Na końcu wypada sobie przecież zadać pytanie nie o to, jak szybko udało się wykonać zadanie, ale jaką jakość zostawimy po sobie przyszłym pokoleniom.

 

 

Literatura:

[1] Materiały informacyjne firmy EUTIT.

[2] A. Kolonko, A. Kolonko, Rury i elementy z topionego bazaltu w zastosowaniu

do budowy i renowacji przewodów kanalizacyjnych.

[3] W. Bartusiak, Bazalt – nowość i nowe oblicze trwałości, Inżynieria Bezwykopowa, 1/2007.