CP v2

Tag: Betonas

  • Betonas iš žmonių nuotekų? Mokslininkai atskleidė, kiek priedo pakanka geresniam tvirtumui

    Betonas iš žmonių nuotekų? Mokslininkai atskleidė, kiek priedo pakanka geresniam tvirtumui

    Indijoje Manipal University Jaipur tyrėjų komanda, vadovaujama inžinieriaus Raghuvesho Tivariego, pasiūlė netikėtą būdą sumažinti cemento kiekį betone: dalį jo pakeisti priedu iš nuotekų dumblo. Žaliava buvo paimta iš nuotekų valyklos Warangale ir apdorota taip, kad virstų anglingu, porėtu produktu.

    Dumblas buvo kaitinamas ribojant deguonies patekimą, taikant pirolizę, maždaug 350–450 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Po tokio apdorojimo gautas biokuras, vadinamas bianglimi, buvo sumaltas ir išsijotas, kad tiktų įmaišyti į cemento pagrindo mišinį.

    Mokslininkai išbandė tris sudėtis, kuriose bianglimi pakeista 5 proc., 10 proc. ir 15 proc. cemento. Matavimai parodė, kad jau 5 proc. priedas gali duoti apčiuopiamos naudos, o 91 dienos brandos laikotarpiu vidutinis gniuždymo stipris padidėjo apie 20 proc., lenkimo stipris – apie 36 proc.

    Dar geresnis rezultatas pasiektas su 10 proc. bianglies: po 91 dienos gniuždymo stiprio prieaugis siekė apie 21 proc., o lenkimo – iki 42 proc. Tačiau didinant kiekį iki 15 proc. pradėjo ryškėti neigiami požymiai: daugiau porų, mikroįtrūkimų ir silpniau susirišusių zonų, kurios ilgainiui gali mažinti ilgaamžiškumą.

    Tyrėjai aiškina, kad bianglies mikrostruktūra veikia kaip vandens kaupiklis: smulkios poros sulaiko drėgmę ir ją palaipsniui atiduoda kietėjimo metu. Dėl to cementinės reakcijos gali vykti tolygiau, o smulkios dalelės papildomai užpildo tuštumas, mažina poringumą ir vandens įgeriamumą.

    Tokie eksperimentai atitinka platesnę kryptį statybų sektoriuje: ieškoma mažesnio anglies pėdsako rišiklių ir būdų mažinti tradicinio klinkerio dalį, nes cementas yra vienas didžiausių pramoninių emisijų šaltinių. Nuotekų dumblo panaudojimas taip pat siejasi su žiedine ekonomika, kai atliekos paverčiamos žaliavomis.

    Vis dėlto iki praktinio naudojimo infrastruktūroje dar reikia papildomų bandymų. Mokslininkai pabrėžia būtinybę įvertinti atsparumą šalčiui, aukštai temperatūrai, druskingai aplinkai, taip pat ilgalaikį patvarumą ir tai, ar potencialiai pavojingi sunkieji metalai iš nuotekų dumblo lieka patikimai „užrakinti“ betono struktūroje.

  • Mokslininkai betoną stiprina žmogaus išmatomis: įdėjus dalį priedo jis tampa iki 42 proc. tvirtesnis

    Mokslininkai betoną stiprina žmogaus išmatomis: įdėjus dalį priedo jis tampa iki 42 proc. tvirtesnis

    Betonas yra vienas svarbiausių šiuolaikinės statybos pagrindų, tačiau jo gamyba turi didelę klimato kainą. Didžiausia problema – cementas: kalkakmenio deginimas ir kiti procesai išskiria daug anglies dioksido, todėl visame pasaulyje ieškoma pakaitalų, mažinančių taršą.

    Indijos Manipal University Jaipur tyrėjų komandai, vadovaujamai civilinės inžinerijos specialisto Raghuvesho Tiwari, pavyko pasiūlyti netikėtą kryptį. Jie betoną bandė modifikuoti bioanglimi, pagaminta iš fekalinio dumblo, kuris surenkamas ir apdorojamas nuotekų bei fekalinio dumblo tvarkymo įrenginiuose.

    Kaip gimsta bioanglis iš atliekų

    Tyrime naudotas fekalinis dumblas pirmiausia džiovinamas, o tuomet kaitinamas mažo deguonies kiekio sąlygomis. Toks procesas vadinamas pirolize, o jo rezultatas – anglinga, porėta medžiaga bioanglis, kuri vėliau sumalama ir persijojama iki smulkių miltelių.

    Šiais milteliais mokslininkai pakeitė dalį cemento įprastame betono mišinyje. Buvo išbandyti keli variantai, kai pakeičiama 5, 10 ir 15 proc. cemento, o po to mėginiai testuojami vertinant jų stiprį ir kitas savybes.

    Rezultatai: stiprėja ir ilgiau kietėdamas

    Geriausi bendri rezultatai dažniausiai fiksuoti tada, kai bioanglimi pakeičiama 5 proc. cemento. Tyrėjai nurodo, kad toks betonas ne tik buvo tvirtesnis, bet ir pasižymėjo mažesniu vandens įgeriamumu bei mažesniu porėtumu, o tai statyboje svarbu ilgaamžiškumui.

    Įdomiausia, kad betonas su priedu reikšmingai stiprėjo ir vėlesniu kietėjimo laikotarpiu. Po 91 dienos 5 proc. mišinyje vidutinis gniuždymo stiprio padidėjimas siekė apie 20 proc., o lenkimo stiprio – apie 36 proc.

    Dar didesnis lenkimo stiprio šuolis pastebėtas 10 proc. variante: tyrėjai skelbia iki 42 proc. augimą. Tiesa, didinant pakaitalo kiekį iki 15 proc., nors stiprėjimas kietėjant išliko, bendras stipris jau atsiliko nuo 5 ir 10 proc. mišinių.

    Kodėl tai veikia ir kokios rizikos

    Mokslininkai aiškina, kad bioanglis yra labai porėta, todėl betone gali veikti kaip mikroskopiniai vandens rezervuarai. Ji sugeria dalį vandens ir palaipsniui jį atiduoda, taip padėdama vykti hidratacijos reakcijoms, kurios lemia kietėjimą ir tvirtumą.

    Be to, bioanglis gali turėti chemiškai aktyvių komponentų, prisidedančių prie papildomų junginių susidarymo betono matricoje, o smulkios dalelės taip pat užpildo mikrotarpus. Taip pagerėja mišinio sandara ir sukibimas, tačiau per didelis kiekis gali didinti defektų bei porų riziką.

    Vis dėlto tyrėjai pabrėžia, kad iki praktinio pritaikymo dar yra kelias. Reikia įvertinti elgseną realiomis sąlygomis, pavyzdžiui, šaldymo ir atšildymo cikluose, esant druskingumui ar temperatūrų ekstremumams, taip pat ilgalaikį patvarumą.

    Dar vienas klausimas – galimi sunkieji metalai ar kiti teršalai, kurie gali kauptis nuotekų dumble. Teoriškai jų įterpimas į betoną galėtų „užrakinti“ dalį kenksmingų medžiagų, tačiau būtini bandymai, ar laikui bėgant jos neišsiplauna ir nekelia rizikos aplinkai.

    Tyrimas priimtas publikuoti žurnale Scientific Reports. Jei metodas pasitvirtintų platesniais tyrimais, tai galėtų tapti sprendimu, kuris vienu metu mažina atliekų problemą ir leidžia bent iš dalies mažinti cemento poreikį.

  • Pasauliui ima stigti upių smėlio: mokslininkai įspėja, kas nutiks statyboms ir pakrantėms

    Pasauliui ima stigti upių smėlio: mokslininkai įspėja, kas nutiks statyboms ir pakrantėms

    Pasaulyje vis sparčiau senka upių smėlis, o tai tampa rimta problema statybų sektoriui ir upių ekosistemoms. Nauja mokslinė apžvalga, apėmusi šimtus tyrimų, rodo, kad upių nuosėdos daugelyje regionų išgaunamos gerokai greičiau, nei gamta spėja jas atkurti.

    Smėlis ir žvyras yra vienos labiausiai žmonijos išgaunamų kietųjų žaliavų, o betonas be jų praktiškai neįsivaizduojamas. Statyboms ypač vertinamas upių smėlis, nes jo grūdeliai tinkamai sukimba, o pati medžiaga dažniausiai nėra sūri, todėl tinka betonui ir infrastruktūrai.

    Mechongo delta – ryškus pavyzdys

    Vienas dažniausiai minimų pavyzdžių yra Mechongo delta Vietname, kur intensyvi gavyba per kelerius metus sukūrė didelį nuosėdų deficitą. Tyrėjai skaičiuoja, kad kai kuriose vietose upės vagos gilinimas per laikotarpį nuo 2015 iki 2022 metų siekė apie 0,48 metro, o tai keičia tėkmę ir didina krantų nestabilumą.

    Šie pokyčiai neapsiriboja vien statistika: Vietnamo Mechongo atkarpose dėl krantų erozijos fiksuoti masiniai pakrančių pažeidimai, o vietos bendruomenės susiduria su realia rizika būstui ir infrastruktūrai. Be to, gilėjanti vaga gali sustiprinti vadinamąjį užtvenkimo atgalinės tėkmės efektą, kai sūrus vanduo lengviau skverbiasi aukščiau upe.

    Ekspertai perspėja, kad jei gavybos tempai nesikeis, kai kuriuose ruožuose smėlio ištekliai gali būti išsemti per artimiausius dešimtmečius. Tai reikštų ne tik brangesnes statybas, bet ir spartesnę pakrančių degradaciją, nes upė praranda natūralų gebėjimą papildyti krantus nuosėdomis.

    Problema ne tik Azijoje

    Mokslininkai pabrėžia, kad panašūs procesai pastebimi ir kitur: smėlio gavyba keitė ežerų ir upių morfologiją Kinijoje, didelių problemų fiksuojama Indijos vandens keliuose, o Brazilijoje poveikis siejamas su Amazonės baseino upių pokyčiais. Europoje kai kurios istorinės gavybos vietos iki šiol išliko kaip pakitusio reljefo ir potvynių lygumų ežerėlių pėdsakai.

    Auganti urbanizacija ir infrastruktūros plėtra reiškia, kad paklausa nemažėja, o tai didina spaudimą legaliai ir nelegaliai gavybai. Tyrėjai atkreipia dėmesį, kad prasto valdymo teritorijose dalis pelno gali atitekti nelegaliems operatoriams, o didžiausius nuostolius patiria upėmis besinaudojančios bendruomenės.

    Ką siūlo mokslininkai ir reguliuotojai

    Tyrimų apžvalgoje pabrėžiama, kad daugelis šalių net neturi pakankamai duomenų, kad galėtų tiksliai įvertinti gavybos mastą ir jos poveikį. Nemaža dalis publikacijų nefiksuoja realios gavybos geografijos, o socialinės ir ekonominės paklausos priežastys analizuojamos dar rečiau, todėl sprendimai dažnai priimami aklai.

    Specialistai ragina gavybą riboti pagal upių nuosėdų balansą ir natūralius atsikūrimo greičius, nustatant aiškias zonas ir leidžiamus kiekius. Tarp siūlomų priemonių minimas geresnis monitoringas, griežtesnė kontrolė prieš nelegalią veiklą, sezoniniai apribojimai ir paklausos valdymas, kad sprendimai neapsiribotų vienu draudimu ar viena technologija.

    Ilgalaikėje perspektyvoje tai tampa ne tik aplinkosaugos, bet ir ekonominio saugumo klausimu: smėlis yra bazinė žaliava keliams, būstui, pramonei ir pakrančių apsaugai. Jei upių sistemos praras gebėjimą natūraliai atsinaujinti, šokas gali pasijusti tiek statybų kainose, tiek potvynių ir erozijos rizikose.

  • Kinija pritrūko smėlio: štai kodėl statybose jau 80 proc. sudaro dirbtinis

    Kinija pritrūko smėlio: štai kodėl statybose jau 80 proc. sudaro dirbtinis

    Kinija pastaraisiais metais vis aiškiau susiduria su smėlio trūkumu, kurį kursto milžiniškas statybų mastas ir infrastruktūros plėtra. Dėl to šalis vis sparčiau pereina nuo natūralaus smėlio prie pramoniniu būdu gaminamo, kuris gaunamas smulkinant uolienas ir perdirbant kasybos pramonės medžiagas.

    Naujausi mokslininkų analizuoti išteklių srautų duomenys rodo ryškų lūžį per 1995–2020 metų laikotarpį. Jei XX amžiaus pabaigoje ir XXI amžiaus pradžioje Kinijos statybose dominavo natūralus smėlis, tai dabar apie 80 proc. sunaudojamo smėlio sudaro dirbtinis, o natūralaus dalis krito iki maždaug penktadalio.

    Kas pastūmėjo į dirbtinį smėlį?

    Pagrindinė priežastis – gamtosauginiai ir praktiniai apribojimai. Intensyvus smėlio kasimas upėse ir pakrantėse siejamas su krantų erozija, buveinių nykimu, vandens kokybės prastėjimu ir didesne potvynių rizika, todėl Kinijos valdžia sugriežtino natūralių telkinių eksploatavimo taisykles.

    Kartu buvo skatinamos technologijos, leidžiančios stabiliai tiekti statyboms tinkamą žaliavą iš smulkintų uolienų. Tokia kryptis tapo patraukli ir dėl tiekimo saugumo: dirbtinio smėlio gamyba gali būti planuojama arčiau vartojimo centrų, mažinant priklausomybę nuo upių ruožų ar pakrančių karjerų.

    Kuo dirbtinis smėlis skiriasi?

    Dirbtinis smėlis nėra tik paprastas pakaitalas. Gamybos procesą galima valdyti taip, kad būtų gaunamos norimo dydžio ir formos dalelės, o tai betono mišiniams gali suteikti stabilesnes savybes, ypač kai reikalinga vienoda frakcija ir prognozuojamas stipris.

    Vis dėlto toks sprendimas turi kainą: uolienų smulkinimas reikalauja energijos, o tai didina su gamyba susijusias emisijas. Dėl to dalis ekspertų pabrėžia, kad vien perėjimas prie dirbtinio smėlio problemos neišsprendžia, jei lygiagrečiai nemažinamas bendras medžiagų vartojimas.

    Kodėl tai svarbu visam pasauliui?

    Smėlis yra vienas labiausiai naudojamų išteklių planetoje, nes jis būtinas betonui, asfaltui, stiklui ir daugeliui kitų statybinių medžiagų. Jungtinių Tautų aplinkos programos vertinimu, pasaulis kasmet sunaudoja apie 50 milijardų tonų smėlio ir žvyro, o paklausa auga kartu su urbanizacija.

    Todėl Kinijos patirtis daugeliui šalių tampa signalu, kad būtina ieškoti alternatyvų ir diegti efektyvesnius sprendimus. Vis dažniau akcentuojamas statybinių atliekų ir betono laužo perdirbimas į antrines žaliavas, taip pat pastatų projektavimas, kuris leidžia naudoti mažiau betono neprarandant saugumo ir ilgaamžiškumo.

    Ekspertai pabrėžia, kad realus proveržis priklausys nuo kelių veiksnių derinio: griežtesnės natūralių telkinių kontrolės, geresnių perdirbimo grandinių, tikslesnių standartų statybinėms medžiagoms ir ekonominių paskatų rinktis mažiau išteklių reikalaujančius sprendimus.

  • „Holcim“ augina pardavimus, o pozicijos Lenkijoje išlieka itin tvirtos: ką rodo ketvirčio skaičiai

    Šveicarijos statybinių medžiagų grupė „Holcim“ antrąjį ketvirtį padidino pardavimo pajamas iki maždaug 8,4 mlrd. eurų, o grynasis pelnas siekė apie 1,0 mlrd. eurų. Bendrovė teigia, kad antrojo pusmečio perspektyvos išlieka palankios, todėl panašūs rezultatai per likusią metų dalį – realus scenarijus.

    Pajamos per metus augo nežymiai, tačiau įvertinus valiutų kursų įtaką ir vienkartinius veiksnius, organinis augimas buvo ryškesnis. Toks skirtumas įprastas tarptautinėms grupėms, kai stipresnė bazinė valiuta „suvalgo“ dalį nominalaus augimo, nors reali paklausa ir kainodara išlieka palanki.

    Grynasis pelnas kiek smuko dėl vienkartinių išlaidų, susijusių su dalies turto pardavimais, ir dėl brangusių energijos išteklių bei kuro. Cemento ir betono sektoriuje energijos kaina turi didelę reikšmę savikainai, todėl net ir stabilios apimtys ne visada reiškia tokį patį pelningumą kaip anksčiau.

    Didžiausi pardavimų augimai fiksuojami Lotynų Amerikoje, kur „Holcim“ stiprino pozicijas po didesnio sandorio Peru. Tuo pačiu Australijoje matomas palaipsnis paklausos didėjimas, siejamas su infrastruktūros pasirengimu 2032 metais Brisbene vyksiančioms vasaros olimpinėms žaidynėms.

    Lenkijoje „Holcim“ laikoma viena stipriausių rinkos dalyvių: šalyje veikia dvi cementinės – Małogoszcz ir Kujawy Bielove, taip pat platus betono gamyklų tinklas, viršijantis 30 padalinių. Grupė Lenkijoje taip pat turi karjerų ir laboratorijų bazę, kuri padeda užtikrinti žaliavų tiekimą bei produkcijos kokybės kontrolę.

    Tokios struktūros pranašumas – galimybė lanksčiau aptarnauti vietos statybų rinką ir greičiau reaguoti į paklausos svyravimus. Artimiausią kryptį cementui Europoje ir regione vis labiau formuoja energetikos kaštai, infrastruktūros projektų tempas ir griežtėjantys tvarumo reikalavimai, skatinantys investicijas į mažesnių emisijų technologijas.

  • Pasaulio futbolo finalas MetLife stadione: kaip perdirbtos medžiagos keičia didžiąsias statybas

    2026 metų pasaulio futbolo čempionato finalas vyks MetLife stadione Naujajame Džersyje, o dėmesį jis traukia ne vien sporto gerbėjams. Šis objektas dažnai minimas kaip vienas ryškesnių pavyzdžių, kaip dideliuose projektuose galima sistemingai panaudoti perdirbtas medžiagas.

    MetLife stadionas yra daugiafunkcis kompleksas, kuriame rungtyniauja NFL komandos New York Giants ir New York Jets, taip pat rengiami koncertai ir kiti sporto renginiai. Jis iškilo šalia senojo Giants Stadium, kurio standartai XXI amžiaus pradžioje jau nebeatitiko poreikių.

    Stadionas pastatytas greičiau

    Statybos prasidėjo 2007 metų rugsėjį ir baigėsi 2010 metų balandį, darbai buvo užbaigti anksčiau nei planuota. Projekto vertė siekė apie 1,5 milijardo eurų, o į apimtį pateko ir senojo stadiono griovimas, teritorijos sutvarkymas bei privažiavimo infrastruktūra.

    Stadione įrengta apie 82 500 vietų žiūrovams, o bendras plotas siekia apie 204 000 kvadratinių metrų. Taip pat suprojektuotos 217 ložių ir kelios klubinės erdvės, pritaikytos verslo klientams bei renginiams.

    Didelė dalis medžiagų iš perdirbimo

    Viena labiausiai aptariamų statybos istorijos detalių yra medžiagų parinkimas. Skelbiama, kad projekte panaudota apie 60 000 tonų perdirbto plieno, o dalis jo buvo gauta iš nugriauto Giants Stadium konstrukcijų.

    Taip pat nurodoma, kad visi 8 000 polių, naudotų pamatams, buvo pagaminti iš pramoninio plieno laužo arba nepanaudotų polių iš naftos chemijos sektoriaus. Perdirbtos žaliavos atsirado ir žiūrovų kėdėse, taip mažinant pirminių plastiko bei metalo žaliavų poreikį.

    Aplink stadioną įrengtoje aikštėje naudota apie 13 000 kubinių metrų betono su priedais, kurie siejami su mažesniu emisijų pėdsaku nei įprastos sudėties betonas. Toks sprendimas atspindi plačiau statybų sektoriuje stiprėjančią kryptį mažinti su cementu susijusias emisijas, kurios pasauliniu mastu laikomos vienu didžiausių statybinių medžiagų klimato iššūkių.

    Ko ši istorija verta Europai

    MetLife atvejis išryškina, kad perdirbimas statybose nėra vien viešųjų ryšių detalė, kai jis įtraukiamas į projektą nuo pat planavimo. Praktika rodo, kad didžiausią efektą duoda sprendiniai, kai iš anksto suplanuojami griovimo srautai, medžiagų rūšiavimas, logistika ir sertifikavimo reikalavimai.

    Lenkijoje ir kitose regiono rinkose statybinių atliekų perdirbimą vis dar riboja ne tik ekonomika, bet ir administraciniai procesai. Verslo atstovai ne kartą atkreipė dėmesį, kad norint medžiagas perdirbti statybvietėje ar jas teisėtai paruošti pakartotiniam naudojimui, reikia sprendimų, kurie kartais užtrunka ilgiau nei pats griovimo ir statybos ciklas.

    Šiuo metu Europoje vis daugiau dėmesio skiriama žiedinei ekonomikai, o statybų sektoriui keliami griežtesni reikalavimai dėl atliekų tvarkymo ir medžiagų kilmės atsekamumo. Todėl tokie projektai kaip MetLife stadionas tampa praktiniu pavyzdžiu, kaip didelės apimties infrastruktūra gali būti įgyvendinama ne tik greitai, bet ir su aiškiai pamatuojamu perdirbtų medžiagų indėliu.

    Dideli sporto renginiai, tokie kaip pasaulio čempionato finalas, šiuos sprendimus tik dar labiau iškelia į viešumą. Statybų rinkai tai signalas, kad tvarumas vis dažniau bus vertinamas ne deklaracijomis, o konkrečiais skaičiais ir projektavimo pasirinkimais.