Torkretbetonio produktų sukūrimas panaudojant vietines žaliavas

   

Projekto nr.: J05-LVPA-K-04-0013
Projekto tinklapis: https://www.incon.lt/lt/projektai

Projekto aprašymas:

Šiuo metu, kai didelis dėmesys kreipiamas į aplinkos taršą, CO2 poveikį, bei gamtinių resursų taupymą yra ieškoma naujų konstrukcinių sprendimų ir medžiagų, kurios būtų tvarios, ilgaamžiškos, energetiškai efektyvios ir konkurencingos esamoje rinkoje. Sprendžiant šias problemas, nuolat susiduriama su ypatingai griežtais keliamais kokybės reikalavimais naudotinoms medžiagoms ir technologijoms. Šiai dienai torkretavimo technologija (betono purškimas suslėgto oro pagalba) Lietuvoje nėra labai populiari dėl aukštų šiai technologijai naudojamų medžiagų kainų. Visos torkretavimui reikalingos medžiagos, į Lietuvą įvežamos iš kitų ES šalių ar Norvegijos. Kadangi iki šiol Lietuvoje nebuvo tyrinėjamas torkretbetonis, kurio gamybai būtų naudojamos vietinės žaliavos, šiame projekte buvo siekiama populiarinti mūsų šalies konkurencingą ir našią technologiją, kuri leistų spręsti sudėtingas inžinerines problemas, skatintų vidaus vartojimą naudojant vietines žaliavas bei suteiktų galimybę tobulinti pačią technologiją pasauliniu lygiu. Varijuojant torkretbetonio sudedamosiomis dalimis projekto metu buvo siekiama sukurti konstruktyvinius, hidroizoliuojančius bei šilumą įzoliuojančius torkretbetonio produktus, kurie būtų lengvai apdirbami ir suformuojami įvairių tekstūrų bei faktūrų konstrukcijų paviršiai.
Projektas buvo vykdomas kartu su UAB „Incon“, kuri laimėjo Europos sąjungos lėšomis finansuojamą projektą „Intelektas“ pagal 2014–2020 metų Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos 1 prioriteto „Mokslinių tyrimų, eksperimentinės plėtros ir inovacijų skatinimas“. Bendra projekto vertė 1 019 387,98 Eur.
KTU vaidmuo projekte buvo itin reikšmingas, kadangi turėdamas ypač didelę patirtį įvairių betono rūšių projektavime (savaime sutankėjantis, savaime atsinaujinantis, ypač stiprus, vandeniui laidus, šviesai laidus betonas) sugebėjo išspręsti visus išsikeltus uždavinius ir įvykdyti pagrindinį projekto tikslą – sukurti konstrukcinį, hidroizoliacinį bei termoizoliacinį torkretavimo mišinį, panaudojant vietines žaliavas, atlikti šių produktų tyrimus ir pateikti galutinius duomenis, kuriais remiantis šie produktai buvo sertifikuoti. Projektas buvo vykdomas naujų statybos produktų kūrimo srityje, sukuriant naują praktiką ir galimybes įrengiant įvairios paskirties konstrukcijas (hidroizoliacines ar termoizoliacines).

Projekto finansavimas:

ES struktūrinių fondų projektas, finansuojamas Europos regioninės plėtros fondo lėšomis pagal 2014–2020 m. Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos priemonę Nr. J05-LVPA-K „Intelektas. Bendri mokslo–verslo projektai“

Projekto rezultatai:

Projekto metu sukurti visų galimų tipų (sauso, drėgno ir šlapio) torkretbetonio mišiniai. Galima teigti, kad kiekvienas iš jų yra tinkamos, tačiau konkreti technologija atskirais atvejais gali būti pasirinkta pagal tai, kokios torkretbetonio savybės yra prioritetinės. Rezultatai parodė, kad sauso ir sudrėkinto torkretavimo technologija daugumoje atveju leidžia pasiekti didesnį gniuždymo stiprį, tačiau jei reikia pasiekti didesnį atsparumą šalčiui, daugiau optimali yra šlapio būdo torkretavimo technologija. Daugumoje atveju būtent pastaruoju būdu formuoti bandiniai parodė didesnį atsparumą šalčiui. Šiuos skirtumus galima paaiškinti tuo, jog sausu ar sudrėkintu būdu formuotame torkretbetonio sudėtyje yra mažiau vandens ir tuo pačiu mažesnis vandens cemento santykis, kas padeda pasiekti didesnį gniuždymo stiprį, tuo tarpu šlapiu būdu formuotame torkretbetonyje uždarą poringumą matomai sudaro reikiamo dydžio poros, kas padeda pasiekti geresnį atsparumą šalčiui.
Gaminant termoizoliacinį torkretbetonį, gauta kad keramzito užpildai dvigubai pagerina konstrukcines torkretbetonio savybes, t.y. gniuždymo stiprį ir tankį (lyginant su putstiklio užpildais), tačiau jau iš pirminėje projekto stadijoje atliktų tyrimų buvo žinoma, kad toks didelis tankio padidėjimas (iki 1600 kg/m3) turės neigiamą įtaką termoizoliacinėms savybėms. Tuo tarpu su putstiklio užpildais, atvirkščiai, torkretbetonio tankis ir gniuždymo stipris mažėjo priklausomai nuo sudėties (nuo 753 kg/m3 iki 1210 kg/m3 ir nuo 3,1 MPa iki 15,1 MPa), o tai leido pasiekti ganėtinai mažą šilumos laidumo koeficientą ? (<0,2 W/(m·K). Torkretbetonio gamyboje naudojant lengvų užpildų putstiklio frakcijas ar putstiklio ir keramzito užpildų mišinius buvo gauti labai gerų termoizoliacinių ir mechaninių savybių bandiniai, kurių šilumos laidumo koeficiento vertė kinta nuo 0,174 W/(mK) iki 0,322 W/(mK), o gniuždymo stipris siekė nuo 5,5-8,6 MPa (su putstiklio užpildais) iki 20,2 MPa (su putstiklio ir keramzito užpildų mišiniu). Gauti rezultatai rodo, kad tokių savybių torkretbetonis turi dideles perspektyvas naudoti statybų pramonėje termoizoliacinėms laikančiosioms konstrukcijoms įrengti, o naudojant nepertraukiamą įrengimo būdą, įrengus atitvaras, galima išvengiant šiluminių tiltelių, bei padidinti atsparumą ugniai esamų konstrukcijų (dėl papildomo sluoksnio). Sauso ir drėgno torkretavimo būdais gauti torkretbetonio bandiniai savo savybėmis yra gana panašūs, tačiau daugumoje atveju šiais dviem būdais torkretuotas torkretbetonis buvo gautas didesnio stiprumo (iki 35 %) nei torkretuotas torkretbetonis šlapiu būdu. Sausu būdu pagamintas torkretbetonis turėjo didžiausias stiprumines savybes, todėl komerciniam naudojimui ir sertifikavimui pasirinktas būtent toks mišinys. Atlikus įvairių hidroizoliacinių torkretbetonio sudėčių purškimo bandymus, kurių sudėtyje buvo naudojamas kristalinis priedas, pavyko gauti vandeniui nelaidų torkretbetonį (vandens įsiskverbimo gylis < 20 mm). Kuriant hidroizoliacinius torkretbetonio produktus buvo pasirinktas šlapio torkretavimo metodas, kadangi pastebėta jog purškiant šlapiu būdu gaunamas didesnis homogeniškumas, kas sudaro lemiamą vaidmenį hidroizoliacijos prasme. Hidroizoliacinis torkretbetonis, rekomenduojamas naudoti įrengiant požeminius parkingus bei stabilizuojant šlaitus, kur purškimo atstumas paprastai neviršija 35 m nuo torkretavimo aparato. Gauta W14 nelaidumo vandeniui klasė bei vandens įgeriamumas iki 20 mm. Siekiant pagaminti atsparų šalčiui torkretbetonį, analogiškai buvo išbandyta daug torkretbetonio sudėčių, jose naudojant atskirais atvejais orą įtraukiantį priedą arba smulkintą padangų gumą (fr. 0,6/1). Nors šių priedų naudojimas leido pasiekti atsparų šalčiui torkretbetonį, tačiau šių priedų naudojimas sumažino torkretbetonio gniuždymo stiprį iki 33 %. Vertinant drėgno ir šlapio purškimo būdus daugumoje atveju ypač teigiamą įtaką torkretbetonio atsparumui šalčiui turėjo klintmilčių panaudojimas jų sudėtyse (nuo 10 iki 20 % cemento masės). Atlikus visus tyrimus ir įgyvendinus visus uždavinius buvo pasiektas pagrindinis projekto tikslas – sertifikuoti nauji statybos produktai. Gautas įmonei UAB „Incon“ išduotas Kiwa Inspecta sertifikatas Nr. 04-22-322, 2022-07-29, kur pažymima, kad sukurti produktai Trokret atitinka standartą LST EN 14487-1.

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2019-01-03 - 2022-07-30

Projekto koordinatorius: UAB Incon

Projekto partneriai: Kauno technologijos universitetas