Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) zinātnieki izstrādājuši augstas efektivitātes nanobetonu ieguves tehnoloģiju, kur daļa no tradicionālās ražošanas izejvielām aizvietotas ar mikro un nano pildvielām, kas būtiski uzlabo betona maisījuma iestrādājamību un ievērojami paaugstina mehāniskās ekspluatācijas īpašības, portālu «Apollo» informēja Elīna Karaseva, RTU Zinātnes koordinācijas un informācijas nodaļas sabiedrisko attiecību speciāliste.
Zinātnieku radītie jaunie materiāli ļaus būtiski paplašināt betona izmantošanas iespējas būvniecībā un ražot būvkonstrukcijas, kādas nav iespējamas izgatavot, izmantojot tradicionālo betonu. Nanobetons būs neaizvietojams liela laiduma dzelzsbetona konstrukcijās ar samazinātu pašsvaru, augstceltņu vertikāli nesošajos elementos un hidrotehniskajās būvēs ar paaugstinātu ūdens necaurlaidību. Materiāliem piemīt augsta salturība un ķīmiskā izturība, un tas ļaus radīt jaunus konstruktīvos elementus un arhitektūras formas. Jaunā materiāla pagatavošanā tiek izmantoti stikla sadzīves un rūpnieciskie atkritumi, kuru pārstrādāšana mikro un nano vielās veicina apkārtējās vides kvalitātes uzlabošanu. Jauniegūto mikro un nano vielu izmantošana ļauj ekonomēt arī cementa apjomu, kas būtiski samazina cementa ražošanas procesā radīto CO2 izmešu daudzumu.
RTU zinātnieki līdztekus izstrādājuši arī ražošanas tehnoloģijas nanobetona masas sagatavošanai, iestrādāšanai un cietināšanai. Jaunā nanobetonu ražošanas tehnoloģija, salīdzinot ar tradicionālo, ir efektīvāka, jo ļauj samazināt izejmateriālu un enerģijas patēriņu uz vienu saražoto vienību no 30 līdz 50%.
RTU tapušos nanobetonus var iedalīt divās lielās grupās:
1. Efektīvs, vispārējās lietošanas betons ar samazinātu cementa daudzumu, kas aizstāts ar mikro un nano pildvielām līdz pat 40%. Materiālam ir uzlabotas fizikāli-mehāniskās īpašības, salīdzinājumā ar tradicionālo betonu:
a) pašblīvējošais betons (SCC) (kona izplūdes klases SF1-SF3 un stiprības klases C20/25 – C100/115);
b) bezsegregācijas betons, kas paredzēts sūknēšanai (kona nosēduma klases S2-S4, stiprības klases C16/20 ... C50/60);
c) augstas stiprības betons (kona nosēduma klases S2-S4, stiprības klases C55/67 - C100/115).
2. Sevišķi augstu tehnoloģisko un mehānisko īpašību nanobetoni (piemēram, spiedes stiprība > 140 MPa), kur mikro un nanopildvielas nodrošina maksimāli optimālu betona mikrostruktūras pakojumu. Materiālā izmantotas jaunas, Latvijas betona rūpniecībā vēl nepielietotas mikro un nanopildvielas, kuras speciāli modificētas, lai paaugstinātu to noturību sārmainā vidē un nodrošinātu pietiekami augstu dispersitātes pakāpi, vai noteiktos apstākļos veidotas betona struktūrā «in-situ».
Projekta realizācijas gaitā tika izstrādātas vairākas jaunas tehnoloģijas betona izejvielu un nanobetona iegūšana:
1. Inovatīva betona mikro un nano pildvielu ieguves un apstrādes tehnoloģija.
2. Inovatīva sevišķi augstu tehnoloģisko un mehānisko īpašību betona maisījuma iegūšanas un iestrādāšanas tehnoloģija.
3. Inovatīva sevišķi augstu tehnoloģisko un mehānisko īpašību nanobetona cietināšanas tehnoloģija.
4. Nanodaļiņu ieguves tehnoloģija, izmantojot hibrīdu sola-gēla-ģeopolimēru metodi, kas nodrošina nanodaļiņu veidošanos «in situ» betona maisījumā un/vai nanodaļiņu (SiO2, samaltā stikla, metakaolīna) vēlamo reakciju norisi.
Ir saņemti divi Latvijas patenti un iesniegts viens Eiropas patents.
Pētījumu kopš 2010. gada novembra īsteno RTU Būvniecības fakultātes speciālisti ERAF līdzfinansētā projekta «Augstas efektivitātes nanobetoni» ietvaros.
