Betonas yra plačiai naudojama statybinė medžiaga, žinoma dėl savo tvirtumo, ilgaamžiškumo ir universalumo. Tačiau betono gamyba smarkiai veikia aplinką, nes jos metu išsiskiria daug šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir naudojami gamtos ištekliai. Todėl statybų pramonėje vis daugiau dėmesio skiriama betono tvarumui. Tyrėjai to siekia eksperimentuodami betono sudėtimi, gamintojai – efektyvindami gamybos procesą, o projektuotojai – optimizuodami betono naudojimą statinių projektuose.
Perdirbtos medžiagos
Vienas iš būdų padaryti betoną tvaresnį yra naudoti perdirbtas medžiagas. Naudojant antrines žaliavas, reikia mažiau pirminių medžiagų ir energijos, reikalingos joms išgauti ir apdoroti. Be to, naudojant perdirbtas medžiagas, mažėja atliekų, patenkančių į sąvartynus.
Dažniausiai betono tvarumui pagerinti naudojamas arba perdirbtas užpildas, arba perdirbtas vanduo. Perdirbtas užpildas gaminamas iš smulkinto betono ir gali būti naudojamas pakeisti natūraliam užpildui betono mišiniuose. Vietoj gėlo vandens kai kada betono gamyboje gali būti naudojamas išvalytas nuotekų vanduo.
Rimvydas Kaminskas, Kauno technikos universiteto (KTU) Silikatų technologijos katedros profesorius, pažymi, kad Lietuvoje yra ne viena įmonė, smulkinanti griovimo atliekas, tad perdirbtas betonas tikrai naudojamas. Kelių statyboje smulkintas panaudotas betonas beriamas
kaip gruntas ir tampa naujo kelio pagrindu, tačiau perdirbtą betoną tikrai galima naudoti pakartotinai ir kaip užpildą betono gamyboje.
Perdirbtas vanduo tyrėjui taip pat skamba kaip įmanoma alternatyva, tačiau Lietuvoje nuotekų vanduo betono gamybos procesuose greičiausiai nenaudojamas ir tyrimų apie jį R. Kaminskui daryti neteko.
Cemento gamybai naudoja opoką
Profesorius atkreipia dėmesį, kad, be minėtų būdų, yra dar keletas strategijų, kaip paversti betoną tvaresne medžiaga. Pavyzdžiui, vietoj portlandcemenčio naudojamos alternatyvios rišamosios medžiagos, žematemperatūriai cementai, dažnai vadinami belitiniais cementais, ir gaminami geopolimeriniai betonai.
Dar viena kryptis yra gaminių kietinimas CO2 aplinkoje. Anglies dvideginis, išlekiantis iš cemento gamyklų, yra sugaudomas ir koncentruojamas, o toje aplinkoje kietinami gaminiai. Vis dėl to pati perspektyviausia strategija Lietuvoje yra papildomųjų cementinių medžiagų (PCM) naudojimas. PCM galima pakeisti dalį cemento betone, sumažinant bendrą betono poveikį aplinkai.
„Vienintelė Lietuvoje veikianti cemento gamykla šiuo metu naudoja naudingąją iškaseną, vadinamą karbonatine opoka. Mes Lietuvoje jos turime labai daug, ji kasama atviru būdu prie Stoniškių miestelio, Šilutės rajone, – pasakoja mokslininkas, – tai labai į klintį panaši uoliena, kurioje yra gana nemažai amorfinio silicio oksido, o kita dalis yra kalcio karbonatas. Ši medžiaga yra tikrai gana gerai ištirta, bet buvo labai ilgai nenaudojama. Pernai karjeras atgaivintas ir šiuo metu naudojamas „Akmenės cemento“. Opoka pakeičiama iki 20 proc. klintinio cemento.“
Cemento klinkeris degamas 1450 laipsnių temperatūroje, o opoką pakanka iškasti, sumalti ir įdėti į cementą. Išvengiant papildomų cementinių medžiagų degimo aukštoje temperatūroje, sutaupoma ir finansiniu, ir poveikio aplinkai požiūriu: sumažėja CO2 išmetimai ir energinės sąnaudos.
Papildomos cementinės medžiagos
PCM gali būti ne tik uolienos, bet ir moliai, apdirbimo pramonės procesų atliekos, pelenai ir kt. Jos ne tik daro betoną tvaresnį, bet ir turi teigiamos įtakos svarbioms betono savybėms: jis tampa stipresnis ir ilgaamžiškesnis.
Pasak profesoriaus R. Kaminsko, vien KTU tiriama bent 30 skirtingų papildomųjų medžiagų. „Iš esmės viską, kas pasižymi tam tikromis savybėmis, galima paversti papildomosiomis medžiagomis. Tam skirta daug tyrimų, ir magistrinių, ir daktaro disertacijų. Pavyzdžiui, maistinio aliejaus gamybos metu jam skaidrinti naudojamas peptidinis molis. Tarpiniame etape aliejus sumaišomas su moliu, paskui filtruojamas, o molis sugeria spalvas ir visa kita. Tas molis yra labai geras, o yra išpilamas. Jį šiek tiek pakaitinus, puikiausiai tiktų į cementą, ir tą mes jau esame nustatę“, – pasakoja Cheminės technologijos fakulteto tyrėjas.
Žinoma, patraukliausios medžiagos yra tos, kurių nereikia degti. Tačiau ir termiškai aktyvuoti moliai, kurie degami maždaug 700 laipsnių, t. y. perpus žemesnėje negu cemento klinkeris, temperatūroje, taip pat padeda sutaupyti daugybę energijos ir sumažinti CO2 emisijas.
Visiems ekonomiškai naudinga
Kitos universitete tyrinėtos medžiagos apima naftos krekingo katalizatorius iš „Mažeikių naftos“ ar šiuo metu intensyviai tiriamus biokuro katilinių lakiuosius pelenus.
Lakieji pelenai yra anglimi ir biokuru kūrenamų elektrinių šalutinis produktas. Be lakiųjų , yra keletas kitų rūšių pelenų, kuriais galima pakeisti dalį cemento betone ir pagerinti jo tvarumą: tai dugno pelenai (šalutinis produktas deginant nerūšiuotas atliekas atliekų perdirbimo gamyklose), ryžių lukštų pelenai (ryžių lukštų degimo produktas, kuriame gausu silicio dioksido ir juo galima pakeisti dalį cemento betone), natūralus pucolanas(natūralios medžiagos, kurių galima rasti vulkaniniuose pelenuose, molinguose dirvožemiuose, skalūnuose ar dumblo akmenyje), metakaolinas(pucolano rūšis, gaminama kaitinant kaolino molį iki aukštos temperatūros) ir kiti.
Cemento gamintojai nepaprastai suinteresuoti dalį cemento pakeisti kitomis medžiagomis, nes taršos mokesčiai yra labai dideli, o mažinti energijos sąnaudas šiandien aktualu kaip niekada anksčiau.
PCM svarbios ne tik cemento gamintojams, jų vystymas strategiškai reikšmingas ir valstybei. Tai rodo Lietuvos mokslo tarybos skelbtas konkursas biokuro pelenų naudojimui betonuose tirti, kurį laimėję KTU mokslininkai turės atlikti iki kitų metų pradžios. Galiausiai, visos biokuro katilinės taip pat yra suinteresuotos, kad lakieji pelenai, jų veiklos šalutinis produktas, būtų panaudoti, o ne išvežti į sąvartyną ir apmokestinti.
Efektyvus gamybos procesas
Ne tik betonui naudojamos medžiagos, bet ir pats gamybos procesas gali būti tvaresnis. Tai galima pasiekti cemento krosnyse naudojant alternatyvų kurą, pavyzdžiui, biomasę. Tai taip pat galima efektyvinti gamybos procesus, kad būtų sunaudojama mažiau energijos ar vandens.
Optimizuotas betono naudojimas
Galiausiai, projektuotojai gali optimizuoti betono kiekį statybose dar planavimo stadijoje. Betono statinyje mažėja renkantis mišrias konstrukcijas, tinkamus kietėjimo metodus, naudojant betoną kartu su kitomis medžiagomis. Šios priemonės prisideda prie bendro pastato tvarumo.[1] [2]
Nors šiandieninis statybų sektorius sunkiai įsivaizduojamas be betono, šiai svarbiai statybos medžiagai tenka griežta kritika dėl neigiamo poveikio aplinkai. Tačiau visame betoninio statinio gyvavimo cikle, skaičiuojant nuo pat cemento gamybos iki statinio išmontavimo ir pakartotinio panaudojimo, įmanoma pritaikyti žiedinės ekonomikos principus. Kai į procesą įsitraukia valstybė, mokslininkai, gamintojai, energetikai ir inžinieriai bei architektai, kiekvienas jų savo indėliu gali ne tik sumažinti neigiamą betoninės statybos pėdsaką, bet ir prisidėti prie išteklių taupymo, atliekų tvarkymo ir kurti pastatų fondą, kuris turės vertę netgi tada, kai baigsis jo gyvavimo ciklas.
Betono kelias ilgaamžiškumo ir tvarumo link
Ekologija, aplinkosaugos problemos ir tvarumas yra šių dienų aktualijos. Jungtinių Tautų Gyventojų ir vystymosi komisijos (angl. United Nations Commission on Population and Development) teigimu, tvarumas – dabarties poreikių išpildymas nepakenkiant ateities kartų galimybėms išpildyti savuosius. Visos sritys pasaulyje turi tapti tvarios ir tai yra būtinybė.
Tokia sritis yra betono gamybos pramonė. Betonas – viena pagrindinių statybinių medžiagų ir ateityje jo naudojimas neišvengiamas dėl ilgaamžiškumo, ekonomiškumo ir žaliavų prieinamumo. Be to, betono būtų sunku atsisakyti, kai jo pramonė išvystyta visame pasaulyje.
UAB „Betono centras“ – viena didžiausių prekinio betono gamintojų Lietuvoje. Gamyboje naudojamos tik sertifikuotos medžiagos. Betono mišinių kokybė tikrinama naudojant naujausią šiuolaikinę laboratorinę įrangą ir laikantis ISO kokybės sistemai keliamų reikalavimų.
(Ne)tvarus betonas
Betono gamyboje, kaip ir kitose srityse, keliami tie patys klausimai ir skiriama daug dėmesio tvariai plėtrai. Tvarumas – tai aplinkos tausojimas, optimalus žaliavų naudojimas ir energijos išteklių mažinimas. Betono gamybos pramonėje itin svarbu optimaliai naudoti žaliavas ir ieškoti medžiagų, kuriomis būtų galima pakeisti tradicines žaliavas gaminant mišinius. Gamyboje cemento sunaudojama gana daug, o tai daro neigiamą įtaką aplinkai, kadangi ši pramonė yra viena iš šakų, reikšmingai prisidedančių prie klimato atšilimo. Skaičiuojama, kad ši pramonė išskiria apie 8 proc. viso pasaulio anglies dioksido. Tiek mokslininkai, tiek verslo atstovai ieško medžiagų, kuriomis būtų galima cementą pakeisti.
Betono tobulėjimas
Vienas iš būdų sumažinti naudojamo cemento kiekį yra keisti jį papildomomis cementinėmis medžiagomis (SCM). Tai tokios medžiagos kaip aukštakrosnių šlakai, lakieji pelenai, skalūnai ar metakaolinas. Tokių vietinių žaliavų Lietuvoje neturime, tad jas tenka importuoti iš užsienio, o tai apsunkina planavimo darbus ir išaugina gamybos sąnaudas.
Kitas būdas – betono gamyboje naudoti sudėtinius cementus, kuriuose yra papildomų cementinių medžiagų. Ši cemento sudėtis pasižymi mažesniu klinkerio kiekiu, o tai yra draugiškiau gamtai, naudojant juos gamyboje betonas tampa tvaresnis. Šis būdas yra paprasčiausias ir lengviausiai įgyvendinamas, norint betono gamybą padaryti palankesnę aplinkai. Sudėtinių cementų pasirinkimas Lietuvoje yra ribotas ir siauras, jie nėra tinkami visoms betoninėms konstrukcijoms.
Betoną paversti tvaresniu galima mažinant natūralius užpildus, keičiant juos perdirbtais. Jie gali būti gaminami iš perdirbto betono ar kitų perdirbtų statybinių medžiagų, tačiau tai nėra pats efektyviausias būdas. Norint sumažinti betono daromą žalą aplinkai, svarbu užtikrinti, kad betonas ir jo gaminiai būtų tvirti ir ilgaamžiai, kad nebūtų poreikio dažnai keisti konstrukcijų ir apdailos. Dėl to betono naudojimas iš dalies ir tampa tvaresnis.
