DAUGYBĖ BETONO PRIVALUMŲ IR VIENAS TRŪKUMAS

Betono Poveikis

Aplinkai Ir Kaip J

Suma Inti

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. Tyrėjai to siekia eksperimentuodami betono sudėtimi, gamintojai – efektyvindami gamybos procesą, o projektuotojai –optimizuodami betono naudojimą statinių projektuose.

Perdirbtos medžiagos

Vienas iš būdų padaryti betoną tvaresnį yra naudoti perdirbtas medžiagas. Naudojant antrines žaliavas, reikia mažiau pirminių medžiagų ir energijos, reikalingos joms išgauti ir apdoroti. Be to, naudojant perdirbtas medžiagas, mažėja atliekų, patenkančių į sąvartynus.

Dažniausiai betono tvarumui pagerinti naudojamas arba perdirbtas užpildas, arba perdirbtas vanduo. Perdirbtas užpildas gaminamas iš smulkinto betono ir gali būti naudojamas pakeisti natūraliam užpildui betono mišiniuose. Vietoj gėlo vandens kai kada betono gamyboje gali būti naudojamas išvalytas nuotekų vanduo.

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. Kelių statyboje smulkintas panaudotas betonas beriamas kaip gruntas ir tampa naujo kelio pagrindu, tačiau perdirbtą betoną tikrai galima naudoti pakartotinai ir kaip užpildą betono gamyboje.

Perdirbtas vanduo tyrėjui taip pat skamba kaip įmanoma alternatyva, tačiau Lietuvoje nuotekų vanduo betono gamybos procesuose greičiausiai nenaudojamas ir tyrimų apie jį R. Kaminskui daryti neteko.

Cemento gamybai naudoja opoką

Profesorius atkreipia dėmesį, kad, be minėtų būdų, yra dar keletas strategijų, kaip paversti betoną tvaresne medžiaga. Pavyzdžiui, vietoj portlandcemenčio naudojamos alternatyvios rišamosios medžiagos, žematemperatūriai cementai, dažnai vadinami belitiniais cementais, ir gaminami geopolimeriniai betonai.

Dar viena kryptis yra gaminių kietinimas CO2 aplinkoje. Anglies dvideginis, išlekiantis iš cemento gamyklų, yra sugaudomas ir koncentruojamas, o toje aplinkoje kietinami gaminiai. Vis dėl to pati perspektyviausia strategija Lietuvoje yra papildomųjų cementinių medžiagų (PCM) naudojimas. PCM galima pakeisti dalį cemento betone, sumažinant bendrą betono poveikį aplinkai.

„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. klintinio cemento.“

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.

Papildomos cementinės medžiagos

PCM gali būti ne tik uolienos, bet ir moliai, apdirbimo pramonės procesų atliekos, pelenai ir kt. Jos ne tik daro betoną tvaresnį, bet ir turi teigiamos įtakos svarbioms betono savybėms: jis tampa stipresnis ir ilgaamžiškesnis.

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. Jį šiek tiek pakaitinus, puikiausiai tiktų į cementą, ir tą mes jau esame nustatę“, – pasakoja Cheminės technologijos fakulteto tyrėjas.

Žinoma, patraukliausios medžiagos yra tos, kurių nereikia degti. Tačiau ir termiškai aktyvuoti moliai, kurie degami maždaug 700 laipsnių, t. y. perpus žemesnėje negu cemento klinkeris, temperatūroje, taip pat padeda sutaupyti daugybę energijos ir sumažinti CO2 emisijas.

Visiems ekonomiškai naudinga

Kitos universitete tyrinėtos medžiagos apima naftos krekingo katalizatorius iš „Mažeikių naftos“ ar šiuo metu intensyviai tiriamus biokuro katilinių lakiuosius pelenus.

Lakieji pelenai yra anglimi ir biokuru kūrenamų elektrinių šalutinis produktas. Be lakiųjų , yra keletas kitų rūšių pelenų, kuriais galima pakeisti dalį cemento betone ir pagerinti jo tvarumą: tai dugno pelenai (šalutinis produktas deginant nerūšiuotas atliekas atliekų perdirbimo gamyklose), ryžių lukštų pelenai (ryžių lukštų degimo produktas, kuriame gausu silicio dioksido ir juo galima pakeisti dalį cemento betone), natūralus pucolanas (natūralios medžiagos, kurių galima rasti vulkaniniuose pelenuose, molinguose dirvožemiuose, skalūnuose ar dumblo akmenyje), metakaolinas (pucolano rūšis, gaminama kaitinant kaolino molį iki aukštos temperatūros) ir kiti.

Cemento gamintojai nepaprastai suinteresuoti dalį cemento pakeisti kitomis medžiagomis, nes taršos mokesčiai yra labai dideli, o mažinti energijos sąnaudas šiandien aktualu kaip niekada anksčiau.

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. Galiausiai, visos biokuro katilinės taip pat yra suinteresuotos, kad lakieji pelenai, jų veiklos šalutinis produktas, būtų panaudoti, o ne išvežti į sąvartyną ir apmokestinti.

Efektyvus gamybos procesas

Ne tik betonui naudojamos medžiagos, bet ir pats gamybos procesas gali būti tvaresnis. Tai galima pasiekti cemento krosnyse naudojant alternatyvų kurą, pavyzdžiui, biomasę. Tai taip pat galima efektyvinti gamybos procesus, kad būtų sunaudojama mažiau energijos ar vandens.

Optimizuotas betono naudojimas

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. Šios priemonės prisideda prie bendro pastato tvarumo.

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. Kai į procesą įsitraukia valstybė, mokslininkai, gamintojai, energetikai ir inžinieriai bei architektai, kiekvienas jų savo indėliu gali ne tik sumažinti neigiamą betoninės statybos pėdsaką, bet ir prisidėti prie išteklių taupymo, atliekų tvarkymo ir kurti pastatų fondą, kuris turės vertę netgi tada, kai baigsis jo gyvavimo ciklas.