Ši medžiaga jau nuo senų laikų naudojama įvairių pastatų statyboje, tačiau daugelis net nenutuokia iš ko susideda betonas, kaip įvairiai galima panaudoti, kiek įvairių faktorių lemia jo kokybę. Taigi, kokios yra betono rūšys, jo sudėtis bei panaudojimo galimybės? Pagal rišamąją medžiagą betonai skirstomi į cementinius, silikatinius (kalkinius) ir gipso betonus. Pagal tankį betonai yra sunkūs ir lengvi. Pagal paskirtį: konstrukciniai, naudojami pastatų ir statinių konstrukcijoms, kelių ir gatvių dangoms, konstrukciniai - termoizoliaciniai, naudojami pastatų sienų šiltoms konstrukcijoms, termoizoliaciniai, naudojami pastatų šiluminiai izoliacijai įrengti, dekoratyviniai, naudojami pastatų ir statinių apdailai, bei skirti kelių ir gatvių ženklinimui.
Dirbtiniams užpildams priskiriami kai kurie specialiai gaminami produktai arba pramonės atliekos, kurių struktūra persiformavo gamybos procese, tai keramzitas, šlakai, polimerinės medžiagos ir pan. Tai biri natūrali akmens medžiaga, sudaryta iš 0,16-5 mm dydžio grūdelių. Smėlio kokybė įvertintinama granuliometrine sudėtimi, rupumu ir priemaišų kiekiu. Granulometrinė sudėtis yra polifrakcinė, tai tokia, kai smėlyje esti įvairaus stambumo grūdelių, tuomet tuštumų tūris yra minimalus.
Smėlio ir skaldos vaidmuo betonui: kokybės kriterijai
Pagal rupumą smėliai būna stambūs, vidutiniai, smulkūs ir labai smulkūs. Jo priemaišos - dulkės, molio dalelės, dumblas ir kitos organinės priemaišos, kurios kietėjant cementui sudaro žalingas organines rūgštis. Kitaip dar vadinama skaldelė gaunama smulkinant gamtines uolienas - raudonąjį ir pilkąjį granitą, klintis, dolomitą, įvairių spalvų marmurą, keramines arba silikatines plytas ir kitas mineralines medžiagas. Skaldai tinka magminės uolienos - granitai, diabazai, kietos klintys, dolomitai. Skalda pagaminta iš tankių, stiprių uolienų, yra geriausias užpildas betonams. Marmuro uolienų skalda, nors ir labai tanki, tačiau taikoma pastatų vidaus apdailos betonams ir skiediniams. Išorės apdailai nelabai tinka, nes veikiama sieros junginių, kuriuos išskiria pramoninės katilinės ir transporto priemonės, praranda blizgesį, dūlėja ir keičia spalvą.
Dirbtinių akmenų (plytų laužo, šlako) ir kitų gamybos atliekų skalda tinka tik žemesnės klasės ( Labai vertinga, lengva (tankis 90- 250 kg/m3) mineralinė medžiaga, kuri vartojama termoizoliacinių - karščiui atsparių betonų, akustinių bei termoizoliacinių tinkų užpildams. Perlitu užberiami krosnių skliautai. Jie susidaro išdegus kūryklose antracitui ir akmens anglims, kurių kartu su pelenais lieka nuo 7% iki 25%. Tai korėta 40-60% porėtumo mineralinė masė. Prieš vartojant kaip užpildus betonams jie turi pagulėti lauke keletą mėnesių. Pjuvenos ir linų pramonės atlieka spaliai yra geri užpildai pjuvenų ir spalių termoizoliaciniams-konstruktyviams betonams. Medienos trupinių ir pjuvenų dalelės turi būti tam tikro dydžio. Tinkamiausias dydis yra 2,5-10 mm didumo trupiniai iš eglės, topolio ir beržo medienos. Cementas - miltelių pavidalo medžiagą, kuri, ją sumaišius su vandeniu, iš pradžių būna skysta/tiršta, o paskui sukietėja. Betonas yra cemento, vandens, taip pat ir smėlio bei žvyro mišinys, kuris būna gana skystos konsistencijos. O skiedinys - cemento, vandens, smėlio ir kalkakmenio (klinčių) mišinys, gerokai tirštesnis už betoną. Aut. Bet kurios betoninės konstrukcijos didžiausia problema - įtrūkimai. Kurie leidžia smelktis drėgmei, dėl kurios paspartėja korozija, pradeda rūdyti armatūra ir pastatai darosi vis nestabilesni. Mokslininkai ilgai suko galvas, kaip sukurti savaime atsinaujinantį betoną, kuris pats užtaisytų plyšius. Kauno technologijos universiteto Statybos ir architektūros fakulteto (KTU SAF) docentas dr. Algirdas Augonis teigia, kad toks betonas jau keletą metų sėkmingai naudojamas. - Pradėkime nuo tikslaus termino. - Savaime atsinaujinantis betonas dar neturi oficialaus visuotinai naudojamo termino Lietuvoje (angl. self-healing concrete). Šiuo metu šiam betonui dar nėra parengtos jokios normatyvinės bazės tiek mūsų šalyje, tiek Europos sąjungoje. - Kaip ši technologija veikia? - Moksliniame lygyje yra daug būdų kaip pagaminti savaime atsinaujinantį betoną, bet šiuo metų statyboje naudojami tik du būdai: kristaliniai priedai ir bakterijos. 2006 m. olandų mokslininkas Henkas Jonkersas su kolegomis pristatė ir įgyvendino idėją užtaisyti plyšius specialiai retomis bakterijomis, kurios sugeba išgyventi šarminėje aplinkoje. Tokios bakterijos maistą perdirba į kalcio karbonatą, kuris ir užtaiso plyšį. Sporos betone ilgai neišgyvena, tad buvo uždarytos į mikrokapsules, kurios užtaiso plyšius iki 1 mm pločio. - Rinkoje įsitvirtino kita koncepcija - kristaliniai priedai. Reikia į paprastą kokybišką betoną įdėti apie 1 procentą (nuo cemento masės) šių mineralinių miltelių ir betonas pats savaime gebės užtaisyti iki 0,4 mm pločio plyšius. - Ar šis betonas jau naudojamas Lietuvos statybose? - Lietuvoje savaime atsinaujinantis betonas jau aktyviai naudojamas. Plinta betonas su kristaliniais priedais. Jei atjungus siurblius pumpuojančius gruntinį vandenį, buvo aptiktas plyšys, per kurį sunkėsi vanduo, statybų rangovas kreipėsi į kristalinių priedų tiekėjus. - Didžiausia problema - standartų nebuvimas. Esant ginčui dėl betono kokybės, būtų sunku nustatyti kaltę tarp rangovo, betono gamintojo ar kristalinių priedų tiekėjo. Todėl svarbu tobulinti metodikas ir priimti normatyvinę bazę. - Mes bendradarbiaujame su stambiomis kompanijomis, kurios gamina ir tobulina kristalinius priedus. Tyrinėjame priedų efektyvumą, nustatome plyšių užtaisymo greitį ir plotį, bei tobuliname metodikas savaime atsinaujinančiam betonui tirti. Problemos neturėtų būti, kai kalbame apie CO2 emisijas. Tradicinis portlandcementis išskiria iki 1 t CO2 per 1 t cemento, o visos cemento pramonės įsipareigojimai siekia apie 7 proc. viso per metus išmetamo CO2 kiekio. Kauno technologijos universiteto mokslininkai ieško alternatyvų, kurios leistų sumažinti neigiamą poveikį aplinkai. - Geopolimerinis ir šarmu aktyvuotas betonas yra vienos iš perspektyviausių alternatyvų. Šarmais aktyvuotas betonas yra kur kas atsparesnis ugnies ir rūgščių poveikiui. Tačiau plačiau jo naudojimas stabdomas įsitikinimo, kad kietėja tik aukštesnėse temperatūrose. Tinkamai parinkus žaliavas ir aktyvatoriaus tirpalą, medžiaga gerai kietėja ir mūsų įprastoje temperatūroje. - Lietuvoje reikalinga pritaikyti vietines žaliavas ir dažniausiai pramonės atliekas, siekiant sumažinti transportavimo sąnaudas. Tyrimuose naudojami aliuminio fluorido gamybos atliekos - silikagelis, biokuro pelenai. Biokuro pelenų naudojimas vis plačiau, todėl jų papildomas apdorojimas kartais reikalingas. - Medžiagų paruošimas priklauso nuo paties ingrediento: anglies lakiųjų pelenų galima naudoti iš karto, o lietuviškus biokuro pelenus reikia smulkinti iki cemento smulkmenos. Dėl geresnių savybių galima sumaišyti kelias medžiagas. KTU Statybos ir architektūros fakultete taip pat atliekami tyrimai su kitokių rūšių betono mišiniais. Saviškinanti, savaime užpildanti ar savaime užgydanti technologija ateityje gali pakeisti tradicines betonų sistemas. Svarbiausia - sukurti ir priimti normatyvinę bazę, kuri užtikrintų aiškius kokybės kriterijus ir atsakomybių pasidalijimą tarp gamintojo, tiekėjo ir rangovo. Taip pat verta paminėti, kad plėtojant geopolimerinius ir šarmu aktyvuotus betonus, reikalinga vietinių žaliavų integracija ir pramonės atliekų panaudojimas, taip kuriant ekonomiškai tvaresnę ir aplinkai draugiškesnę medžiagą. tags:
#cementiniai #betonai #mokslo
Savaime atsinaujančio betono pradmenys
Aplinkos ir technologijų kontekstas
Pagrindinės įtraukos į praktiką
Galimybės ir iššūkiai
Praktinės detalės: ką reikia žinoti projektuojant cementinius betonus