Panaudoja ir gamybos atliekas
Pasak akredituotam ir daugybę tyrimų atliekančiam Kauno technologijos universiteto (KTU) centrui vadovaujančio mokslininko, jau šiandien tiek statybų sektoriuje, tiek rinkoje galima rasti sprendimų, kurie prieš keletą metų dar atrodė tarsi tolimos ateities projektas.
Kaip teigia E. Ivanauskas, šiandien verslas neapsieina be mokslo pagalbos – kasmet statybos sektoriuje atsiranda naujų ar patobulintų statybinių medžiagų ir konstrukcinių sprendimų. Tiesa, vieni jų lengvai ir per trumpą laiką randa kelią į statybos aikštelę, o kiti taip ir lieka tik mokslinėse laboratorijose. „Šiuo metu Lietuvos statybos pramonė atsigauna po ekonominės krizės. Dėl to į dangų kylant naujiems statiniams ir įsibėgėjant pastatų renovacijos procesui visiems aktualu panaudoti ne tik seniai visiems gerai žinomas šilumą izoliuojančias medžiagas, tokias kaip polistireninis putplastis ar mineralinė vata, bet ir tokias, kurios gaminamos iš atsinaujinančiųjų šaltinių ir įvairių gamybos atliekų“, – sako mokslininkas.
Vienos tokių – medienos ir kanapių pluošto plokštės stogams ar sienoms renovuoti, patobulintos akmens masės pluošto vertikaliai orientuotos plokštės požeminiams garažams ir nešildomoms patalpomsišvidaus šiltinti, pūsto stiklo granulės, naudojamos aliuminio profiliuočiuose, kad būtų padidinta priešgaisrinė sauga.
Nauji šilumos saugotojai
„Ekologiški kanapių blokeliai – alternatyvi statybinė medžiaga, pagaminta iš kanapių spalių ir rišamosios medžiagos. Ji gali pakeisti lengvojo betono blokelius, naudojamus pastatams statyti“, – apie dar mūsų protėvių statyboje naudotą medžiagą primena E. Ivanauskas. Jo teigimu, šilumą izoliuojančių medžiagų rinkoje pasirodė daug mažesnio storio (nuo 10 iki 30 mm) izoliacinių medžiagų „Actis“, kurios žiemą sulaiko šaltį, atspindi kambarių šilumą ir neleidžia jai prasiskverbti į lauką. Šios medžiagos atspindi saulės spindulius į išorę ir apsaugo mansardas nuo perkaitimo. Pavyzdžiui, šiuo metu rekomenduojama, o vėliau bus privaloma, visų renovuojamų ir naujai statomų mūrinių ir betoninių pastatų langus montuoti šilumos izoliaciniame sluoksnyje, kad būtų išvengta šalčio tiltelių ir atitinkama kuo aukštesnė pastatų energinio efektyvumo klasė A+ ar A++.
„Kelių renovacijos ir įrengimo srityje sparčiai auga polimerais modifikuoto bitumo (PMB), išsiskiriančio daug geresniu tąsumu ir aukšta minkštėjimo temperatūra, panaudojimas. Dažų rinkoje jau pasirodė dažų, turinčių lotosų lapų paviršiaus ypatybių. Ant jais padengtų paviršių nesilaiko nei vanduo, nei dulkės“, – apie inovacijas pasakoja KTU SMKTC direktorius.
Estetikos srityje judama natūralumo link
Dėl naujų atsiradusių galimybių jau ir Lietuvoje vis labiau populiarėja tendencijos palikti atvirą, visiškai papildomai neapdorotą konstrukcijų paviršių ir taip gauti kuo natūralesnį bei estetiškai patrauklų vaizdą. Originalumo suteikia faktūriniai betono klojiniai, matricos, kurie suformuoja norimą paviršių – nuo meniškų vaizdų iki akmens ar medienos imitacijos. Pasak mokslininko, taip išlietos betoninės konstrukcijos papildomai nedažomos, neglaistomos ir netinkuojamos, nes kiekvieną šių atliktų darbų anksčiau ar vėliau reikės atnaujinti – juk tinkas ar glaistas dėl kitokių nei betono susitraukimo ir plėtimosi deformacijų suskilinėja, dažai blunka. „Nors Lietuvoje šioje srityje situacija pastebimai keičiasi, vis dar trūksta proveržio – inovatyvaus požiūrio į atvirą betono paviršių“, – neabejoja E. Ivanauskas.
Naujovės ne visada brangesnės
Pasak KTU mokslininko, klaidinga manyti, kad naujos kartos medžiagos visada yra brangesnės už jau gerai mums pažįstamas, tačiau naujomis technologijomis ir sprendimais dažniausiai pasiekiamas geresnis pritaikomumas, ilgalaikiškumas ir vizualinis patrauklumas taupant statybinių žaliavų išteklius. „Pavyzdžiui, pritaikius naujus mokslinius tyrimus ir gamybos technologijas nanolygmeniu naujų ar jau esamų statybinių medžiagų ypatybės tampa geresnės: mažesnis vandens įgėris, didesnis atsparumas šalčiui, geresnis vandens garų laidumas, didesnis atsparumas dilimui ar mažesnis šilumos laidumas, suteikiantis galimybę, panaudojus plonesnį šilumos izoliacijos sluoksnį, gauti tą pačią ar dar geresnę sienos ar stogo šiluminę varžą, – sako E. Ivanauskas. – Labiausiai tikėtina, kad artimiausioje ateityje, kaip ir šiuo metu, dominuos lengvų konstrukcijų mada – aliuminio ir stiklo pluošto polimeriniai gaminiai, nes jie daug atsparesni įvairioms aplinkos poveikio korozijų rūšims ir aukštoms temperatūroms. Taip pat vis dažniau bus siūlomi savaime nusivalančio paviršiaus stiklo gaminiai. Manau, kad bus labai populiaru statyti pastatus iš ekologiškų statybinių medžiagų. Čia dominuos įvairūs blokeliai iš pluoštinių medžiagų, surištų įvairių rūšių rišikliais“.
Darnioji statyba gali virsti tendencija
E. Ivanauskas sako, kad darniąją statybą, mažai veikiančią aplinką ir žmogų, galbūt ir galima pavadinti tendencija. „Juk jei matome, kad tai veikia, ir dar teigiamai, tai tampa sektinu pavyzdžiu vis platesnėse statybos srityse. Taip sujungiama vis daugiau dalyvių, o vykstantis sinerginis procesas garantuoja tikrai optimalų rezultatą. Neabejotina, kad, kuriant darnią aplinką ir siekiant ekologiškai inovatyvios šalies įvaizdžio, svarbu kreipti dėmesį į klimato kaitos problemas, tokias kaip išmetamųjų teršalų ir dujų kiekis, energiškai efektyvių pastatų skaičiaus didinimas, ekologiškų transporto priemonių naudojimas ir viešojo transporto infrastruktūros plėtimas“, – tvirtina jis.
KTU mokslininko teigimu, čia labai svarbią vietą užima ir atliekų perdirbimas (nuotekų dumblo antrinis panaudojimas cementinėse sistemose ar jo deginimas), biokuro katilinėse besikaupiančių medienos pelenų panaudojimas ir rūšiavimas. Tokios statybinės medžiagos kaip molis, akmuo ar smiltainis statybos srityje naudojamos jau labai seniai, o natūralus akmuo (marmuras, granitas, dolomitas) visada buvo populiarus interjero ir apdailos elementas.
„Kalbant apie statybas, tiktų posakis: „Nauja – tai seniai pamiršta sena.“ Šiuo metu Europos Sąjungos parengtu naujuoju reglamentu ir kitais atnaujintais statybinės produkcijos bandymo standartais aprašomas ir reglamentuojamas antrinių žaliavų panaudojimas (įvairiųatliekųperdirbimas, lakiųjųpelenųir trupinto betono panaudojimas). Pabrėžiamas atsinaujinančiųjų energijos šaltinių ir natūralių ekologiškų medžiagų naudojimas“, – sako E. Ivanauskas. Lietuvoje atsirandanti šiaudinė statyba – vienetiniai reiškiniai, labiau tinkantys kultūriniams, paveldosaugos, kaimo turizmo sodybose esantiems statiniams atnaujinti ir naujiems statiniams statyti. Tai labiau gamtos prieglobstyje tinkamas ekologinis statybos variantas. „Tačiau, turint omenyje, kad naudojant šiaudus kaip antrinį produktą (atlieką) ir žinant, kad jų šiluminės ypatybės tikrai panašios įekovatos, pastatomas ekologiškas būstas ir tvariai naudojami gamtos ištekliai, tai yra puiku. Kitaip tariant, tai kiekvieno pasirinkimo teisė, tačiau būtina perkamą produkciją įvertinti pagal šilumos izoliacinėms medžiagoms keliamus reikalavimus ir prisiminti, kad ne vėliau kaip nuo 2020 m. visi gyvenamieji pastatai pagal ES reikalavimus privalės būti nulinės energijos sunaudojimo klasės“, – primena jis.
Ieško, kuo pakeisti cementą
Dar viena būsima medžiaga – cemento pakaitalas. Šioje srityje pasaulio mokslininkų atliktas įdirbis gan nemažas ir nuolatos ieškoma būdų, kuo ateityje būtų galima bent iš dalies pakeisti visiems žinomą pačią populiariausią rišamąją medžiagą. Jos pagaminama apie 2,5 mlrd. t. per metus, o, remiantis pasaulio išteklių instituto duomenimis, cemento gamyklos pasaulyje išmeta apie 4–5 proc. visų šiltnamio efektą sukeliančių dujų. „Nemažai pasaulinių kompanijų šiuo metu siekia pritaikyti naujas gamybos technologijas cemento gamybos pramonėje, siekdamos sumažinti pastarosios sukeliamas anglies dvideginio (CO2) emisijas ir sukurti konkuruojančių produktų, kurių pagrindas – naujos medžiagos ir perdirbamos pramoninės atliekos“, – sako mokslininkas. Kaip to pavyzdys sukurtas anglies dioksidą sugeriantis cementas, padedantis spręsti taršos problemą, nes per jo gyvavimo ciklą medžiaga sugeria daugiau dujų, nei jų išskiriama gamybos metu.
Nauja yra tai, kad cementas gaminamas ne iš kalcio karbonato (klinčių), o iš magnio silikatų. Būtent ši žaliava cemento gamybos metu neišskiria CO2, o kietėdama papildomai absorbuoja šiltnamio efektą sukeliančias dujas. Taip cemento pramonė iš aplinkos teršėjo taptų anglies dvideginį mažinančia pramonės šaka. Dar geresnis mokslininkų pasiūlytas būdas – gaminti rišamąją medžiagą apskritai į aplinką neišskiriant CO2. Tai vadinamoji pelenų rišamoji medžiaga, cementas, gaminamasišakmens anglies lakiųjųpelenų, juos surenkant specialiais filtrais. Įvykus cheminėms reakcijoms, susidarant kalcio aliuminio silikato hidratui C.A.S.H., gaunama itin tanki sukietėjusio gaminio struktūra, kuri yra tvirtesnė už gerai žinomą kalcio hidrosilikatų struktūrą C.S.H., naudojant įprastą cementą.
Dar viena alternatyva įprastiniam cementui yra geopolimerų rišamųjų ypatybių panaudojimas gaminant cementą, juos naudojant kaip įprasto portlandcemenčio pakaitalą. Geopolimerinis cementas yra ekologiškesnis nei įprastas portlandcementis ne tik dėl to, kad jį gaminant į aplinką patenka mažiau CO2 dujų, bet ir todėl, kad gaminant gali būti naudojamos įvairios pramoninės atliekos, tokios kaip lakieji pelenai, kurių vien Europoje į aplinką patenka daugiau nei 40 mln. t. per metus.
Nepaisant įvairių tyrimų, šiuo metu statybos rinkoje nėra kitos rišamosios medžiagos produkto, kuris visiškai galėtų pakeisti cementą ir būtų gaminamas masiniu gamybos būdu. Anot mokslininkų, planuojama, kad rinkoje toks naujas produktas, gaminamas masiniu būdu, turėtų pasirodyti maždaug 2018 metais.
Armatūrą keičia polimerai
Visiems labai gerai žinomas armatūrinis plienas kaip pagrindinė gelžbetoninių konstrukcijų armavimo medžiaga naudojama dešimtmečius, tačiau jo fizinės ir mechaninės ypatybės ypač korozijai agresyvioje ir elektromagnetinėje aplinkoje neužtikrina visų jai keliamų reikalavimų. Dėl šios priežasties gelžbetoninių konstrukcijų ilgalaikiškumas korozijai agresyvioje aplinkoje nėra didelis. „Vienas problemos sprendimų būdų – gelžbetoninėms konstrukcijoms armuoti reikėtų naudoti naujos kartos inovatyvias medžiagas ir technologijas, t. y. betonines konstrukcijas armuoti neplienine polimerine kompozicine armatūra, kuri yra ne tik didelio mechaninio atsparumo, bet ir atspari korozijai“, – sako E. Ivanauskas. Tokia unikali kompozicinė armatūra pagaminta iš stiklo arba bazalto pluošto kompozicinių medžiagų. Jos strypas sudarytas iš 10–16 mikronų stiklo pluošto skaidulų arba bazalto skaidulų, kurios surištos polimerais. Pluoštas sudaro medžiagą, kuri yra stipri ir standi išilgine kryptimi. Tai užtikrina maksimalų ilgalaikiškumą betone nuo 80 iki 100 metų. Kompozicinė armatūra yra atspari šarminėms betono terpėms, nelaidi šilumai ir elektrai, itin stipri tempiant, lengvai apdirbama, daug lengvesnė už armatūrinį plieną. Tokia armatūra yra ekologiška, nes neišskiria nuodingų ir toksiškų medžiagų.
Kompozicinė polimerinė armatūra betoninėse konstrukcijose gali būti naudojama kaip strypinė armatūra, armatūros tinklai ir erdviniai armatūros karkasai. Dėl didelio stiprio tempiantji gali būti naudojama armuojant betonines visuomeninių ir pramoninių pastatų (sveikos statybos namų, tyrimų centrų, medicininės paskirties pastatų) ir transporto statinių (geležinkelių bėgių pagrindų, požeminių garažų, aikštelių, statomų tiltų ir uostų, specializuotų požeminių darbų) konstrukcijas. Tokios konstrukcijos gali būti eksploatuojamos tiek įprastomis aplinkos sąlygomis, tiek veikiant agresyviai aplinkai. Dėl atitinkamų techninių ir ekonominių motyvų konstrukcijose armatūrą leidžiama maišyti – plieninę armatūrą su neplienine kompozicine polimerine armatūra. Betoninės konstrukcijos, armuotos kompozicine armatūra iš stiklo arba bazalto pluošto kompozicinių medžiagų, turi atitikti bendruosius statybos techninius reglamentus kaip ir gelžbetoninės konstrukcijos, armuotos armatūriniu plienu. „Polimerinės konstrukcijos dėl mažo svorio ir sąlyginai paprasto apdirbimo bei ilgalaikiškumo yra didelis ateities potencialas armuojant betoninius gaminius, todėl būtina nagrinėti tokių konstrukcijų skaičiavimą ir siekti platesnio jos panaudojimo galimybių“, – pabrėžia KTU mokslininkas.
