Norint pagaminti 1 toną tradicinio, pasaulyje populiariausio betono rišamosios medžiagos – portlandcemenčio – į aplinką išsiskiria iki 1 tonos anglies dioksido (CO²). Skaičiuojama, kad bendrai pasaulyje cemento pramonė yra atsakinga už 7 proc. viso per metus išmetamo anglies dioksido kiekio.
Atsižvelgdami į tai, Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkai ėmė ieškoti būdų, kaip tradicinį portlandcementį pakeisti kitomis rišamosiomis medžiagomis, ir taip sumažinti neigiamą poveikį aplinkai.
Pasak KTU Statybos ir architektūros fakulteto (SAF) tyrėjo Vytauto Bocullo, jiems pavyko sukurti medžiagą, kuri ne tik prilygsta tradiciniam portlandcemenčiui, bet ir yra atsparesnė rūgštims, stabili gaisro atveju ir mažai kinta žemose temperatūrose.
Didžiausias tokių rišiklių privalumas yra tas, kad jų gamybos metu galima utilizuoti didelį kiekį pramonės gamybos atliekų, kurių sudėtyje vyrauja aktyvi forma silicio ir aliuminio junginių.
„Idėja, kad galima pagaminti betoną be cemento, atrodė revoliucinė. Dabar, po keleto metų aktyvių tyrimų, pavyko pagaminti šarmu aktyvuotą betoną, kurio gniuždymo stipris siekė 55 MPa – toks kaip įprastojo betono stipris, o tradicinis portlandcementis jame pakeistas šarmu aktyvuotomis pramoninėmis atliekomis – lakiaisiais pelenais“, – tikino jaunasis mokslininkas.
Pasak jo, teoriškai galima panaudoti visas medžiagas, sudėtyje turinčias pakankamai silicio ir aliuminio junginių, tad tam tinka ir aukštakrosnių šlakas ar metakaolinas – medžiaga gaunama modifikuojant molio mineralą kaolitiną.
Tradiciškai šios medžiagos nekietėtų ir tokio betono stiprio nepavyktų pasiekti, bet dėl specialaus šarminio tirpalo jos pradeda tirpti ir ima rištis tarsi tradicinis cementas. Pagal mišinio sudėtį gali susidaryti geopolimerinė arba šarmu aktyvuota gelinė medžiaga. Šarmais aktyvuotas betonas yra kur kas atsparesnis ugnies bei rūgščių poveikiui. Dėl didesnio pH toks betonas geriau saugo ir armatūrą nuo korozijos.
Pasak V. Bocullo, šarmais aktyvuotas betonas gali daugelyje statybos sričių pakeisti tradicinį betoną. Šios medžiagos platesnį naudojimą iš dalies stabdo gajus įsitikinimas, kad medžiaga kietėja tik aukštesnėse temperatūrose, kas apribotų šarmais aktyvuoto betono panaudojimą tik gamyklose formuojamiems gaminiams. Iš tikrųjų tinkamai parinkus ir paruošus žaliavas bei aktyvatoriaus tirpalą medžiaga gerai kietėja ir mums įprastoje (apie 20 oC) temperatūroje.
Kaip pastebi pašnekovas, svarbiausia, kad tokių betonų gamyboje išvengiama ne tik didelio išsiskyrusio anglies dioksido kiekio, bet ir panaudojamos įvairios pramonės atliekos.
Nors pasaulyje jau pradėtas naudoti geopolimerinis ir šarmu aktyvuotas betonas, norint pagaminti tokią medžiagą Lietuvoje reikia pritaikyti vietines žaliavas, dažniausiai pramonėje susidarančias atliekas, siekiant išvengti pervežimo kaštų ir kitų nepatogumų.
„Tyrimuose bandome pritaikyti vietinės pramonės žaliavas, gamybos atliekas: aliuminio fluorido gamybos atlieką – silikagelį, biokuro pelenus. Pastarųjų dėl biokuro naudojimo didėjimo Lietuvoje sukaupiame vis daugiau“, – pasakojo V. Bocullo.
„Medžiagų paruošimas daugiausiai priklauso nuo pačios medžiagos, pavyzdžiui, anglies lakiuosius pelenus galima iškart naudoti, lietuviškus biokuro pakuros pelenus dar reikia smulkinti iki cemento smulkumo. Siekiant gerinti galutinio produkto savybes galima maišyti kelias medžiagas. Žinoma, svarbu yra prieš tai medžiagas tinkamai ištirti, nustatyti cheminę sudėtį bei priemaišas, kad jos sukietėjusiame betone nekeltų pavojaus aplinkai ir neblogintų betono stiprumo savybių“, – aiškino KTU SAF mokslininkas.
KTU Statybos ir architektūros fakultete taip pat atliekami tyrimai su kitokių rūšių betono mišiniais. Tiriamas ypač stiprus, seifų gamybai tinkamas betonas. Taip pat savaime atsinaujinantis betonas bei kitokie betono mišiniai, turintys įvairių savybių.
