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. Vienas iš būdų padaryti betoną tvaresnį yra naudoti perdirbtas medžiagas.
Naudojant antrines žaliavas, reikia mažiau pirminių medžiagų ir energijos, reikalingos joms išgauti ir apdoroti. Dažniausiai betono tvarumui pagerinti naudojamas arba perdirbtas užpildas, arba perdirbtas vanduo. Perdirbtas užpildas gaminamas iš smulkinto betono ir gali būti naudojamas pakeisti natūralam užpildui betono mišiniuose. 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.
Perdirbtas vanduo tyrėjui taip pat skamba kaip įmanoma alternatyva, tačiau Lietuvoje nuotekų vanduo betono gamybos procesuose greičiausiai nenaudojamas ir tyrimų apie jį R. Profesorius atkreipia dėmesį, kad, be minėtų būdų, yra dar keletas strategijų, kaip paversti betoną tvaresne medžiaga. Dar viena kryptis yra gaminių kietinimas CO2 aplinkoje. Anglies dvideginis, išlekiantis iš cemento gamyklų, yra sugaudomas ir koncentruojamas, o toje aplinkoje kietinami gaminiai. Vis dėlto pati perspektyviausia strategija Lietuvoje yra papildomųjų cementinių medžiagų (PCM) naudojimas.
„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. 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.
PCM gali būti ne tik uolienos, bet ir moliai, apdirbimo pramonės procesų atliekos, pelenai ir kt. 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. Žinoma, patraukliausios medžiagos yra tos, kurių nereikia degti. Tačiau ir termiškai aktyvuoti moliai, kurie degami maždaug 700 laipsnių, t. y. Lakieji pelenai yra anglimi ir biokuru kūrenamų elektrinių šalutinis produktas.
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. Ne tik betonui naudojamos medžiagos, bet ir pats gamybos procesas gali būti tvaresnis. Tai galima pasiekti cemento krosnyse naudojant alternatyvų kurą, pavyzdžiui, biomasę. 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.
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. Šiuo metu „Portland“ cementas yra teisėtai pripažintas labiausiai paplitusiu cemento cemento rišiklio tipu. Jis gaminamas iš karbonato uolienų. Dažnai jis naudojamas betono gamybai.
Portlandcementas yra cemento tipas, kuris yra specialus hidraulinis ir rišiklis. Jį labiau sudaro kalcio silikatas. Šis komponentas sudaro apie 70-80% tokios cemento sudėties. Portlandcementis turi stipriąsias ir silpnąsias puses. Iš pradžių verta apsvarstyti, kokią naudą ši medžiaga turi: Reikėtų pažymėti puikias Portlandcemento stiprumo charakteristikas. Štai kodėl ji dažniausiai naudojama monolitinių gelžbetoninių konstrukcijų ir kitų panašių objektų gamyboje. Portlandcementis yra atsparus šalčiui. Jis nebijo žemos temperatūros. Tokiomis sąlygomis medžiaga nėra deformuojama ir nėra padengta įtrūkimais. Ši medžiaga yra vandeniui. Jis nepatiria kontakto su drėgme ir drėgme. Portlandcementis gali būti naudojamas net ir statant pamatą sudėtingomis dirvožemio sąlygomis. Tokiomis sąlygomis naudojamas sulfato atsparus tirpalas.
Yra keletas portlandcementų veislių - kiekvienas pirkėjas gali pasirinkti sau geriausią variantą. Galite įsigyti greito ar vidutinio kietumo kompoziciją. Jei įsigijote tikrai kokybišką Portlando cementą, tuomet nereikėtų nerimauti dėl jo vėlesnio susitraukimo ir deformacijos. Portlandcementis turi mažai trūkumų. Paprastai jie yra susiję su žemos kokybės sprendimais, kurie dabar yra daug saugomi. Tarp jų yra: Per visą kietėjimą, žemos kokybės medžiaga yra deformuojama. Tai reikia atsižvelgti dirbant. Taip pat reikėtų atsižvelgti į visas susitraukiančias siūles. Šis sprendimas negali būti vadinamas ekologišku, nes jo sudėtyje, be natūralių, yra daug cheminių komponentų. Reikia rūpintis, kad dirbtumėte su „Portland Cement“, nes kontaktas su ja gali sukelti cheminius nudegimus ir dirginimą. Pasak ekspertų, esant ilgam sąlyčiui su šia medžiaga galima uždirbti plaučių vėžį.
Deja, šiandien daugelis pirkėjų susiduria su prastos kokybės Portlandcemento sprendimais. Šis gaminys turi atitikti GOST 10178-75 reikalavimus. Šiuolaikinio Portlando cemento sudėtyje yra kalkių, gipso ir specialaus klinkerio molio, kuris buvo apdorotas specialiai. Be to, šio tipo cementą papildo korekciniai komponentai, kurie pagerina technines tirpalo charakteristikas: suteikti jam tinkamą tankį; nustatyti vieną ar kitą kietėjimo greitį; kad medžiaga būtų atspari išoriniams ir žmogaus sukurtiems veiksniams. Šio tipo cemento gamyba pagrįsta kalcio silikatais. Norint nustatyti nustatymą, naudojamas gipsas. Portlandcemento gamyboje negali būti be karbonato uolienų. Tai apima: kreida; kalkakmenis; silicio dioksidas; aliuminio oksidas. Taip pat dažnai gamybos procese dažnai naudojamas toks komponentas kaip marl. Jei išsamiai apsvarstysime Portlandcemento gamybos procesą, galime daryti išvadą, kad tai yra reikalingų žaliavų šlifavimas. Po to ji tinkamai sumaišoma tam tikromis proporcijomis ir deginama krosnyse. Tuo pačiu metu temperatūros režimas yra 1300-1400 laipsnių. Esant tokioms sąlygoms, tiekiamas žaliavų deginimas ir lydymas. Šiame etape produktas gaunamas, vadinamas klinkeriu. Norint gauti galutinius produktus, cemento sudėtis vėl sutraišoma ir tada sumaišykite su tinku. Gautas produktas turi atitikti visus patikrinimus, kad patvirtintų jo kokybę.
Šlapias šis tvirtos cemento gamybos būdas vadinamas, nes visų komponentų šlifavimas vyksta vandenyje. Tuo pačiu metu išleidimo lizde, kuris yra vandeninė suspensija, susidaro įkrova. Paprastai jos drėgmė rodikliais svyruoja nuo 30% iki 50%. Po to dumblas yra tiesiogiai deginamas krosnyje. Šiuo metu iš jo išsiskiria anglies dioksidas. Pusiau sauso gamybos metodui naudojami komponentai, pvz., Kalkės ir molis. Pagal standartinę schemą šie komponentai yra susmulkinami ir išdžiovinami. Tada jie sumaišomi, vėl sutrupinami ir pritaikomi įvairiais priedais.
Visų gamybos etapų pabaigoje molis ir kalkės yra granuliuotos ir kalcinuotos. Galima sakyti, kad pusiau sausas gamybos metodas vargu ar skiriasi nuo sauso. Sausas Portlandcemento gamybos būdas teisingai pripažįstamas ekonomiškiausiu. Jo išskirtinis bruožas yra tai, kad visi gamybos etapai yra taikomos sausos medžiagos. Viena ar kita cemento gamybos technologija tiesiogiai priklauso nuo žaliavų fizinių ir cheminių savybių. Populiariausia yra medžiagų gamyba specialiose rotacinėse krosnyse. Kai molis ir kalkės yra visiškai susmulkintos specialioje trupinimo mašinoje, jos išdžiovinamos iki norimos būklės. Drėgmės lygis neturi viršyti 1%. Kalbant apie šlifavimą ir džiovinimą, jie atliekami specialioje separatoriaus mašinoje. Be to, gautas mišinys perkeliamas į ciklono šilumokaičius ir išlieka labai trumpą laiką - ne ilgiau kaip 30 sekundžių. Po to atliekamas etapas, kuriame atliekamas paruoštos žaliavos tiesioginis deginimas. Po to jis perkeliamas į šaldytuvą. Be to, klinkeris „juda“ į sandėlį, kuriame jis bus kruopščiai išpjautas ir supakuotas. Priešingu atveju ši gamybos technologija vadinama kartu. Su juo dumblas bus gaunamas drėgnuoju būdu, o tada gautas mišinys pašalinamas iš drėgmės perteklių naudojant specialius filtrus. Šis procesas turėtų vykti, kol drėgmės lygis yra 16-18%. Po to mišinys perkeliamas į skrudinimą.
Yra dar viena galimybė naudoti mišrią cemento mišinio gamybą. Šiuo atveju numatytas sausas žaliavų paruošimas, kuris po to praskiedžiamas vandeniu (10-14%) ir paskui granuliuojamas. Daugelis vartotojų klausia, koks skirtumas tarp portlandcemento ir paprasto cemento. Ji turėtų nedelsiant nurodyti, kad klinkerio cementas yra vienas iš klasikinio tirpalo potipių. Visų pirma, šių dviejų sprendimų skirtumai yra jų išvaizda, našumas ir savybės. Taigi, „Portland“ cementas yra atsparesnis žemos temperatūros poveikiui, nes jame yra specialių priedų. Portlandcemento spalva yra lengvesnė nei paprasto cemento. Portlandcementas, nepaisant cheminės sudėties, yra labiau populiarus ir paklausesnis nei įprastas cementas. Yra keletas portlandcemento tipų.
Greitas džiūvimas. Ši kompozicija papildyta mineralais ir šlako komponentais, todėl ji visiškai sukietėja per pirmąsias tris dienas. Dėl šios funkcijos monolito ekspozicijos laikas klojiniuose yra žymiai sumažintas. Verta pažymėti, kad džiovinant greitai džiūstantį portlandcementą, jis padidina jo stiprumo charakteristikas. Greitai džiovančių mišinių žymėjimas - M400, M500. Paprastai grūdinimas. Tokio portlandcemento sudėtyje nėra priedų, kurie paveiktų tirpalo kietėjimo laiką. Be to, jam nereikia smulkių šlifavimo. Tokia sudėtis turėtų atitikti GOST 31108-2003 charakteristikas. Plastiškas. Kaip dalis šio „Portland“ cemento yra specialių papildomų komponentų, vadinamų plastifikatoriais. Hidrofobinis. Atsparus sulfatui. Sulfatui atsparaus tipo portlandcementis naudojamas aukštos kokybės betonui gauti, nebijo žemos temperatūros ir šalčio. Šis cementas apsaugo nuo konstrukcijų korozijos susidarymo. Sulfatui atsparių portlandcementų rūšys - 300, 400, 500. Acidproof. Šio portlandcemento turinys yra kvarcinis smėlis ir natrio silicfluoridas. Šie komponentai nebijo kontakto su agresyviomis cheminėmis medžiagomis. Šviesus. Aliuminio klinkerio cementas skiriasi tuo, kad aliuminio oksidas yra didelėje koncentracijoje. Pucolaninis cementas turi daug mineralinių priedų (vulkaninių ir nuosėdų). Šie komponentai užima apie 40% visos sudėties. Mineraliniai papildai pucolanic portlandcemente užtikrina didesnį atsparumą vandeniui. Tačiau jie neprisideda prie jau išdžiuvusio tirpalo paviršiaus susidarymo. Balta. Tokie sprendimai yra pagaminti iš gryno kalkių ir balto molio. Siekiant didesnio balinimo efekto, klinkeris pereina per papildomą vėsinimo procesą. Baltojo portlando cementas dažniausiai naudojamas apdailos ir architektūros darbuose, taip pat spalvoje. Jis taip pat gali tapti pagrindu spalvotam Portlandcemento tirpalui. Šlako portlandcementas. Toks portlandcementis naudojamas karščiui atsparaus betono gamybai. Cementavimas. Specialus cementavimo portlandcementas dažniausiai naudojamas cementuojant dujas ir naftos gręžinius. Šio cemento sudėtis yra mineraloginė. Šlakas šarminis. Tokie portlandcementiai turi priedų iš šarmo, taip pat šlifuoto šlako. Yra junginių, kuriuose yra molio komponentai. Šlako šarminis cementas yra suvaržytas taip pat, kaip paprastas Portlandcementis su smėlio pagrindu, tačiau jis pastebimas dėl padidėjusio atsparumo neigiamiems išoriniams veiksniams ir žemai temperatūrai. Taigi, skirtingų tipų Portlandcemento techninės ir fizinės savybės labai skirtos. Visos Portlandcemento veislės pasižymi žymomis: M700 - labai patvari kompozicija; M600 - didesnio stiprumo; M500 - didelis patvarumas; M400 - universalus ir prieinamas. Portlandcementas yra patobulintas cemento skiedinio tipas, o jo charakteristikos priklauso nuo užpildo tipo. Greitai džiūnantis Portlandcementas su 500 ir 600 žymėmis pasižymi greitu grūdinimu, todėl naudojamas masyvioms ir žemės bei požeminėms konstrukcijoms. Portlandcementas su 400 ženklu yra universalus. Jis naudojamas galingoms monolitinėms ir gelžbetoninėms konstrukcijoms. Sulfatui atsparus cementinis junginys naudojamas po vandeniu statomoms konstrukcijoms. Cementas su plastifikatoriumi ir 300-600 žymėmis didina tirpalo plastiškumo savybes ir stiprumą. Naudojant tokius Portland cementus galima sutaupyti apie 5-8% rišiklio, palyginti su paprastu cementu. Specialūs Portlandcemento tipai dažnai naudojami nedidelio masto statybos darbams dėl jų didelių išlaidų. Portlandcementas suteikia paprastą betoną su išskirtinėmis savybėmis ir stiprumu, todėl jis labai populiarus statybose, ypač didelio masto projektuose. Portlandcementas yra sudėtingesnis nei įprastas sprendimas. Dirbant su šiomis medžiagomis svarbu gauti specialistų patarimų ir rekomendacijų: siekiant kuo greičiau sukietinti tirpalą, būtina pasirinkti tinkamą cemento mineraloginę sudėtį, taikyti specialius priedus, kartais naudojant elektrinį šildymą ar karšto drėgno apdorojimo metodus. Taip pat reikia įvertinti cemento pasta nustatymo laiką. Portlandcementas gali būti įsigyjamas beveik bet kurioje parduotuvėje, bet reikia užtikrinti, kad būtų tinkamai paruoštas darbui. Kas 10 kg cemento reikia vartoti 1,4-2,1 vandens. Įsivaizduokite, kad pasirinkta sudėtis gali būti drėgname klimatui netinkama, todėl verta pirkti šlako Portlando cementą. Dažnai klinkerio mišinius reikėtų laikyti specialiuose konteineriuose, o rinkoje pasitaiko netikrų klinkerių. Kasmet iš cemento gamyklų į aplinką patenka apie 5 proc. šiltnamio efektą sukeliančių dujų, o paprasto gelžbetonio statiniai, veikiami korozijos, išskiria nuodingas medžiagas. Kauno technologijos universiteto SMKTC direktorius E. Nauja nurodo, kad kai kurios naujos perspektyvos susijusios su naujomis rišamosiomis medžiagomis, tokiomis kaip geopolimerai ar gelžbetonis su neplienine armatūra, kurios suteikia didesnį atsparumą korozijai ir temperatūrai. Tokia kompozicinė armatūra yra pagaminta iš stiklo arba bazalto pluošto skaidulų, surištų polimerais, ir užtikrina ilgaamžiškumą betone nuo 80 iki 100 metų. Kompozicinė armatūra gali būti naudojama kaip strypinė armatūra, tinklai ar erdiniai karkasai, veikdama tiek įprastomis, tiek agresyviomis aplinkomis. Cemento greito kietėjimo priemonė yra cheminis priedas, leidžiantis cementui greitai sukietėti ir sukietėti per trumpą laiką. Paprastai tai sumažina cemento stingimą ir kietėjimo laiką iki kelių minučių ar net sekundžių. Pagrindinė greito kietėjimo priemonės funkcija - įmaišyti tam tikrą kiekį, kad būtų pagreitintas kietėjimo procesas. Nors greito kietėjimo priemonės turi daug privalumų, netinkamas naudojimas gali sukelti neigiamų pasekmių. Paprastai pridedamas kiekis turi būti apie 1-2% cemento masės. Kontroliuoti laiką ir kiekį yra labai svarbu, atsižvelgiant į situaciją. Apibendrinant galima pasakyti, kad greitai kietėjanti cemento medžiaga yra galingas priedas, leidžiantis cemento tirpalo kietėjimą paspartinti, pagerinti darbo efektyvumą ir padidinti stiprumą bei kietumą.