Betonas po vandens yra plačiausiai naudojama medžiaga pasaulyje. Tačiau jis turi neigiamą poveikį aplinkai, nes gaminant cementą į aplinką išmetama apie 8% anglies dvideginio. Mokslininkai nuolat ieško būdų, kaip betoną paversti tvaresniu ir tvirtesniu. Didžiosios Britanijos Lankasterio universiteto profesorius Mohamed Saafi su komanda pradėjo tyrinėti, ar morkų atliekos gali sustiprinti cemento poveikį. Tyrėjai nustatė, kad įdėjus iš augalinių atliekų pagamintus lakštus į cementą pagerėja jo hidratacija. Nustatyta, kad šakninių daržovių pridėjimas į cementą turi ir papildomų privalumų.
Prof. M. Saafi ir jo kolegos nustatė, kad kai į cementą dedamos morkų atliekų plokštės, išgaunamas elektrą gaminantis betonas. Betono gaminama elektra taip pat galėtų sekti statinio būklę. Pavyzdžiui, generuojama įtampa pasikeistų, jei pastate atsirastų įtrūkimų. Stebėjimo įtaisas, kuris seka elektros energiją pastato ar tilto konstrukcijoje, naudojimas galėtų padėti nustatyti, kada reikia patikrinti struktūrą. Dabar komanda atlieka bandymus, norėdama įsitikinti, ar su morkų atliekomis papildytu cementu galima pastatyti konstrukcijas, turinčias tas pačias laboratorijoje nustatytas savybes. Ieškoma ir kitokių betono tvarumo sprendimų. Tokie produktai, kaip lakieji pelenai ir aukštakrosnių šlakas, galėtų iš dalies pakeisti cementą.
Dr. Nikola Tošić vadovaujama komanda sutelkė dėmesį į pluošto gelžbetonį, kuris naudojamas grįsti grindiniams ar statyti pastatams. Nuo to laiko, kai projektas buvo pradėtas - 2020 m. pradžioje - komanda į betoną įtraukė skirtingus polipropileno fibros pluoštų kiekius ir tipus bei išbandė, kaip tai veikia. Komanda taip pat tyrinės, ar tam tikros molio medžiagos bent iš dalies galėtų pakeisti cementą betone. Dr. N. Tošić mano, kad žalesnis betonas iš pradžių galėtų būti naudojamas grindiniuose, pastatų fasadų plokštėse, tai yra ten, kur reikia mažiau sutvirtinimo.
Cementas yra rišamoji medžiaga, kuri naudojama kaip pagrindinė sudedamoji dalis gaminant betoną. Betonas yra statybinė medžiaga, susidėjusi iš cemento, vandens, smėlio ir žvyro, kuri sukietėjusi tampa tvirta ir ilgaamže. Cementas yra hidraulinė rišamoji medžiaga, kuri sumaišyta su vandeniu sudaro plastišką tešlą, gebančią kietėti tiek ore, tiek vandenyje. Plačiausiai naudojamas portlandcementis, gaunamas degant kalkakmenio ir molio mišinį. Betonas yra dirbtinis akmuo, gaunamas sumaišius cemento, vandens, smėlio ir žvyro (ar skaldą) tinkamomis proporcijomis. Vandeniui sureagavus su cementu, mišinys sukietėja ir tampa ypač tvirtu gniuždymui. Grynas cementas sumaišytas tik su vandeniu nėra tinkamas konstrukciniams elementams dėl didelio susitraukimo ir polinkio skilinėti.
Įprastinis betono mišinys pagal masę sudaro: cementas (10-15%), smėlis (25-30%), žvyras arba skalda (40-50%) ir vanduo (15-20%). Kasmet iš cemento gamyklų į aplinką patenka apie 5 proc. šiltnamio efektą sukeliančių dujų, o paprasto gelžbetonio statiniai, veikiami korozijos, į aplinką išskiria nuodingas medžiagas. Per metus pagaminama apie 2,5 mlrd. tonų šios statybinės medžiagos, o cemento gamyklos pasaulyje išmeta apie 4-5 proc. Kauno technologijos universiteto SMKTC direktorius E. Nauja siūlo žaliavą keisti: cementas gaminamas ne iš kalcio karbonato (klinčių), o iš magnio silikatų, kas galėtų sumažinti CO2 išmetimą, o kai kuriais atvejais net jį absorbuoti.
Dar geresnis mokslininkų pasiūlytas būdas - gaminti rišamąją medžiagą apskritai į aplinką neišskiriant CO2, vadinamąji pelenų rišamoji medžiaga/cementas, kuri gaminama iš akmens anglies lakiųjų pelenų, surenkant juos filtrais. Įvykus cheminėms reakcijoms gaunama itin tanki struktūra, formuojantis kalcio aliuminio silikato hidratui CAS H, kuris yra tvirtesnis už įprastą CSH. Geopolimerinis cementas - ekologiškesnis nei įprastas portlandcementis, nes gamybos metu išmetama mažiau CO2, ir gali būti naudojamos įvairios pramoninės atliekos, kaip lakieji pelenai (Europoje į aplinką patenka apie 40 mln. tonų per metus).
Tačiau statybos rinkoje nėra kito rišamosios medžiagos produkto, kuris pilnai galėtų pakeisti cementą masinei gamybai. Visiems gerai žinomas armatūrinis plienas turi ribotas savybes: korozija bei elektromagnetinė aplinka kelia iššūkius. „Vienas problemos sprendimų būdų yra gelžbetoninių konstrukcijų armavimui naudoti naujos kartos inovatyvias medžiagas ir technologijas, t.y. betonines konstrukcijas armuoti neplienine polimerine armatūra“, - teigia E. Tokia unikali kompozicinė armatūra, pagaminta iš stiklo arba bazalto pluošto, kurio strypas sudarytas iš 10-16 mikronų skaidulų ir polimerų rišimo. Tokia armatūra yra atspari šarminėms betono terpėms, nelaidi šilumos ir elektros laidumui, aukšto stiprumo tempiant, lengvai apdirbama ir žymiai lengvesnė už plieną. Ji gali būti naudojama kaip strypinė armatūra, tinklai ir erdiniai karkasai, leidžiantys kurti konstrukcijas, kurios tarnaus tiek įprastomis, tiek agresyviomis aplinkomis.
Cementas yra universalus komponentas, kurio aptarti tipus ir paskirtis padeda suprasti, kaip vystosi tvari statyba. Portlando cementas - pagrindinis atitinkamų konstrukcijų rišamoji medžiaga, naudojama visur - nuo tinkavimo iki gelžbetoninių konstrukcijų. Greitai stingstantys cementai ir spalvotos ar baltos rūšys įneša į įmonių projektus įvairovę. Taip pat kuriama platus šaltinių, kaip pucolaninis cementas, šlakinis cementas, plėtrusis cementas, baltasis portlandcementis, hidrofiliniai arhidrofadinių priedų bei papildomų savybių atžvilgiu.
Pabaigoje: cementas dažnai mokslininkų tyrinėjimuose laikomas ne tik statybine medžiaga, bet ir pagrindu modernios visuomenės plėtrai. Jo istorijoje - nuo senovės egiptiečių ir graikų iki šiuolaikinių technologijų, kurios siekia sumažinti anglies pėdsaką ir pagerinti konstrukcijų ilgaamžiškumą. Cemento kokybė priklauso nuo žaliavų sudėties, degimo temperatūros ir priedų. Kai kurie pavyzdžiai siūlo naudoti alternatyvas, kaip magnio silikatus ar pelenų rišamąją medžiagą, arba geopolimerus, siekiant sumažinti CO2 išmetimą ir išnaudoti pramonines atliekas.
Plieno pluošto betono armatūra – plieno pluošto į betoną procesas
Kiekviena cemento ir betono formulė turi savo paskirtį: cementas ir jo sudedamosios dalys - klintys, molis, gipso kiekiai ir kt. - kiekviena iš jų lemia teigiamą ar neigiamą poveikį aplinkai, o betonas - galutinis tvirtas produktas, kuriuo užpildomi keliai, konstrukcijos ir inžineriniai objektai. Iš viso cementas yra ne tik rišamoji medžiaga. Tai - medžiaga, kuriai reikia rinktis atsakingai, siekiant užtikrinti tvarų vystymąsi ir saugią ateitį.
- cementas kaip rišamoji medžiaga ir bendrasis žinovas statyboje
- geopolimerai ir pelenų rišamoji medžiaga kaip alternatyvos
- pluoštinės kompozitinės armatūros pritaikymas
- morkų atliekų papildymas cementui - energijos generavimas pastatuose
Kas yra cementas ir betonas: pagrindų santrauka
Cementas - miltelių pavidalo rišamoji medžiaga, plačiai naudojama statybose. Cementą sudaro kalkakmenio, molio ir gipso derinys, deginamas iki klinkerio. Portlandcementis - dažniausiai naudojamas tipas, iš kurio gaminamas betonas sumaišant su vandeniu ir užpildais. Betonui būdingas santykis - cementas, vanduo, smėlis ir žvyras. Cementas suteikia tešlai plastinį pobūdį, o vėliau ji sukietėja sistema, leidžianti statyti įvairias konstrukcijas. Tokios savybės lemia, kad cementas yra būtinas daugelyje statybos sričių: nuo šulinių, tunelių iki tiltų ir užtvankų.
Kaupimas ir aplinkos poveikis: cementas prisideda prie šiltnamio efekto, todėl ieškomi tvarūs sprendimai. Geopolimerai, pelenų rišamoji medžiaga ir pluoštinė armatūra - keliai link ilgaamžių ir aplinkai draugiškų konstrukcijų.
tags: #placiausiai #naudojamas #cementas