Šiuo metu betonas, pagamintas naudojant rišamąją medžiagą portlandcementį, yra bene labiausiai paplitusi statybinė medžiaga. Vienas didžiausių jo trūkumų – išskiriamas didelis CO kiekis gaminant jį dėl žaliavų kaitinimo ir kuro sąnaudų. Apskaičiuota, kad, pagaminus toną portlandcemenčio, į aplinką išskiriama apie 0,94 tonos anglies dioksido (CO2).
Atliekoms – dar viena galimybė
Kauno technologijos universitete (KTU) Statybos inžinerijos magistrantės Mantvydės Mičelytės kartu su kolegomis Ž. Pažėraite, V. Bocullo, D. Vaičiukyniene atlikti tyrimai patvirtino, kad betono gamyboje portlandcemenčio kiekį galima sumažinti pasitelkus pramonines atliekas.
Modifikuojant ceolitines katalizatoriaus atliekas ištirta medžiaga – geopolimerai, kuriais galima pakeisti dalį portlandcemenčio. Geopolimerai ne tik prilygsta tradiciniam portlandcemenčiui, bet ir yra atsparesni rūgštims, stabilūs gaisro atveju ir mažai kinta žemose temperatūrose.
Geopolimerai gali susidaryti iš termiškai aktyvuotų gamtinių medžiagų, tokių kaip metakaolinitas ar šalutiniai pramonės produktas – pelenai ar šlakai, kurių didžiąją dalį sudaro aliuminio ar silicio oksidai. Sukietėjusi medžiaga turi trimatę amortinę struktūrą, kuri yra panaši į aliumosilikatinį stiklą. Tik, skirtingai nei stiklas, ši medžiaga gaminama žemesnėje temperatūroje.
Dažniausiai naudojamas aktyvatorius – mišinys, kurį sudaro vanduo ir natrio hidroksidas bei natrio silikatas. Galima naudoti ir kitų šarminių metalų junginius ar mišinius, tarp kurių gali būti naudojamos ir šarminės atliekos. Dažniausios aliumosilikatinės medžiagos – F klasės lakieji pelenai, maltas granuliuotas šlakas arba metakaolinas, taip pat gali būti naudojamos ir kitos amorfinio aliumosilikato medžiagos.
„Termiškai aktyvavus polimerizacijos proceso pradžioje susidariusius monomerus, gaunami polimerai. Taikant geopolimerų technologiją, atliekas galima panaudoti kaip naudingus ir vertingus produktus. Naudojant šalutinius pramonės produktus (atliekas), atsiranda galimybė gaminti aplinkai palankesnį produktą, mažinant šiltnamio efektą skatinančių dujų patekimą į aplinką cemento gamybos metu. Geopolimerinės medžiagos turi ne tik didelį cheminį atsparumą, bet ir didesnį atsparumą ugniai, palyginti su įprastinėmis betoninėmis medžiagomis“, – pasakojo M. Mičelytė.
[one_half]
Pasiūlė „įdarbinti“ ceolitus
Šarmais aktyvuotas betonas beveik nesiskiria nuo kai kurių gamtinių uolienų, o pagrindinis jo pranašumas tas, kad gamyba nereikalauja nei aukštos temperatūros, nei aukšto slėgio.
Pagrindinis sausųjų mišinių komponento portlandcemenčio panaudojimo tinkamumo terminas yra santykinai trumpas, nes laikomas atvirose patalpose jis palaipsniui praranda savo aktyvumą, o aplinkoje esanti oro drėgmė labai pagreitina cemento senėjimo procesą. Todėl KTU studentai aiškinosi, kaip pailginti portlandcemenčio tinkamumo terminą, panaudojant ceolitinį priedą.
Sausieji statybiniai mišiniai neretai turi daugiau pranašumų nei skiediniai. Sausieji mišiniai gali būti gaminami kur kas didesniu kiekiu ir transportuojami tolimesniu atstumu, nereikalaujant papildomos įrangos, taip pat išlieka galimybė naudojant sausuosius mišinius pačioje statybvietėje pasigaminti reikiamos konsistencijos skiedinį. Todėl svarbu, kad sausieji statybiniai mišiniai neprarastų savo savybių kiek galima ilgiau. „Labai svarbu parinkti tokius priedus, kad sandėliuojant nesumažėtų sausųjų mišinių rišiklio – portlandcemenčio – aktyvumas ar bent jau aktyvumo mažėjimas vyktų kiek įmanoma lėčiau“, – komentavo M. Mičelytė.
Vienas galimų priedų yra ceolitai, kurie plačiai naudojami statybinių medžiagų pramonėje kaip cemento arba smulkiojo užpildo pakaitalas. Ceolitai statybinių medžiagų pramonėje gali būti naudojami daugelyje sričių, tokių kaip cemento pakaitalas betonų gamyboje, užpildai betono mišiniuose, ypač stipraus betono gamybai, kalkių – ceolito rišikliams autoklaviniuose ir neautoklaviniuose silikatiniuose betonuose.
Portlandcemenčio priedu naudotas naftos krekingo atidirbtas absorbentas, sudarytas iš sintetinio ceolito Y. Šios atliekos yra rūgštinės formos. Sausieji portlandcemenčio ir atitinkamo priedo kiekio mišiniai maišyti 10 min. maišytuve „TURBULA – T2F“, o paskui dar 5 min. laboratoriniame maišytuve.
Po 30 parų sausųjų mišinių sendinimo 100 proc. santykinės oro drėgmės aplinkoje iš jų buvo formuojami cementinės tešlos (v/k = 0,40) ir 2 x 2 x 2 cm bandiniai, kurie kietinti šarminimo kameroje 24 val. 70 °C temperatūroje. Išdžiovinus sukietintus bandinius, buvo nustatytas jų tankis ir stipris gniuždant.
Straipsnis paskelbtas žurnale „SA.lt“ (Statyba. Architektūra) | 2018 gruodis.
