EUREKA projektas E!4487 WASTEHEATCONCRETE „Sukurti kaitrai atsparųjį akytąjį betoną ir jo gamybos technologijas“
Trukmė: 2008-07-01 – 2012-01-01 – 42 mėn.
Technologijų sritis: technologijos skirtos apsaugoti žmogui ir aplinkai.
Šalys dalyvės: Lietuva - 59%, Ukraina - 41%.
Lietuvos dalyviai: Vilniaus Gedimino technikos universiteto Termoizoliacijos institutas, UAB „Matuizų dujų silikatas“, UAB „Simpras“.
Projekto tikslas: sukurti kaitrai atsparųjį akytąjį betoną ir jo gamybos technologijas.
Planuojamas rezultatas: sukurtas kokybiškai naujas produktas, savo savybėmis artimas analogiškos paskirties medžiagoms, gaminamoms iš gamtoje susiformavusių vulkaninės kilmės uolienų. Pagal savikainą naujai sukurta medžiaga bus žymiai pigesnė už šiuo metu gaminamus kaitrai atsparius gaminius, gaunamus iš susintetintų grynų medžiagų, kurių gamyba reikalauja didelių energetinių sąnaudų bei už gaminamus iš vulkaninės kilmės uolienų gaminius. Naujai sukurti gaminiai iš akytojo betono savo fizikinėmis savybėmis bus lygiaverčiai gaminiams pagamintiems iš natūralaus gamtinio akmens, tačiau bus žymiai pigesni.
VGTU mokslininkų grupė, vadovaujama dr. Marijono Sinicos, 2011 m. vykdė tyrimus, kurie buvo paremti iš MITA įgyvendinamo ES struktūrinių fondų projekto „Programos „Eureka“ mokslinių tyrimų ir technologinės plėtros projektų įgyvendinimas“ (VP1-3.1-ŠMM-06-V-01-003) lėšų.
1 pav. pirmoje eilėje: tyrėja Zina Paplauskienė, projekto vadovas v.m.d. Marijonas Sinica, tyrėja Birutė Verbickaitė, antroje eilėje: tyrėjas Marius Aleknevičius, m.d. Donatas Mikulskis; v.m.d. Georgij Arsenij Sezeman, m.d. Modestas Kligys, tyrėjas Viktoras Šavareika.
Projekto aprašymas 
Padidinto atsparumo kaitrai atsparios medžiagos naudojamos sumažinti eksploatuojamų šiluminių agregatų šilumos nuostolius, specialiose ugniasienėse siekiant apsaugoti didelio žmonių susibūrimo vietų erdves nuo tiesioginio liepsnos poveikio gaisro atveju, židiniuose ir kaminų konstrukcijose. Tarp šių medžiagų, tenkinančių atsparumo kaitrai reikalavimus, galėtų būti ir medžiagos, pagamintos kalcio hidrosilikatų pagrindu.
Kalcio hidrosilikatai (KHS) susidaro trikomponentinėje sistemoje CaO-SiO2-H2O hidrotermiškai (sočiųjų vandens garų temperatūra siekia 174-203 oC, o slėgis -0,8-1,6 MPa) apdorojant kalkių ir kvarcinio smėlio mišinius. 2 pav. Pluoštas AAC matricoje
Tarp daugelio kalcio hidrosilikatų labiausiai yra paplitę tobermorito grupės hidrosilikatai, kurie vyrauja autoklaviniame akytame betone (AAC).
Tobermorito grupės mineralai skirstomi į kristalinius ir pusiau išsikristalizavusius (artimus amorfiniams) tobermoritus. Pramoninėmis sąlygomis dažniausiai susidaro gėlinės būklės C-S-H(I) hidrosilikatas bei kristalinis 1,1 nm tobermoritas C9-S6-H5.
Yra žinoma, kad kaitinant gaminius, pagamintus tobermorito pagrindu iki 400 oC temperatūros, jie lieka stabilūs, jų savybės nekinta. Kylant temperatūrai kalcio hidrosilikatai netenka vandens molekulių ir medžiaga pradeda trauktis, o
maždaug 800 oC temperatūroje virsta bevandeniu volastonitu.
Šio darbo tikslas buvo užtikrinti gaminių, pagamintų tobermorito pagrindu, pakankamą stabilumą eksploatuojant juos temperatūroje iki 650 oC. Darbo eigoje buvo siekta padidinti tobermorito išsikristalizavimo laipsnį, o pačią medžiagą papildomai sutvirtinti armuojant ją pluoštiniais priedais.
Aukštesnis tobermorito grupės mineralų išsikristalizavimo laipsnis buvo pasiektas pridedant į AAC formavimo mišinį pucolaninio priedo – SiO2 mikrodulkių, kurios autoklavinio kietinimo metu spartina cementinio akmens mineralų išsikristalizavimą.
Atliekant mokslinius tyrimu buvo išrinktas bazaltinės vatos pluoštas, kuris yra atsparus temperatūros poveikiui iki 700 oC. Buvo ištirta, kad bazaltinės vatos pluoštas šarminėje aplinkoje iš dalies koroduoja, bet po to pasidengia kalcio hidrosilikatų apsaugine danga ir suauga su AAC matrica, tuo pačiu užtikrindamas stabilų akytojo betono sienelių armavimą tarp porų.
Bazaltinis pluoštas buvo gaminamas iš UAB „POROK“ mineralinės vatos gamybos atliekų. Buvo tirta vata be rišiklio ir su minimaliu bei maksimaliu rišiklio priedais. Nustatyta, kad skirtumas tarp visų šių pluoštų nėra didelis. Geriausius rezultatus užtikrino bazaltinės vatos pluoštas be jokių priedų, tačiau įmonėje nėra vatos be rišiklio. Gauto produkto stiprių skirtumas naudojant vatos pluoštą su minimaliu arba maksimaliu rišiklio kiekiu nėra didelis ir siekė apie 10 %. Priimtas sprendimas AAC armavimui naudoti vatą, neišskiriant rišiklio kiekio, t.y. gamyboje gaunamas technogenines atliekas.
Darbo eigoje teko spręsti technines problemas. Bazaltinės vatos gamybos atliekų smulkinimą, vatos plaušelių atskirimą iš sutankinto kilimo, tolygų plaušelių paskirstymą formavimo mišinyje. Šias problemas pavyko išspręsti atlikus daug mokslinių tyrimų.
Sukurtas naujas produktas – padidinto atsparumo kaitrai atsparus autoklavinis akytasis betonas – užtikrino medžiagos susitraukimą 650 oC temperatūroje 1,1%, gniuždomojo stiprio sumažėjimas po 25 kaitinimo-aušinimo ciklų - 24% (vieną ciklą sudarė išdžiovinto gaminio kaitinimas 30 min. 650 oC temperatūroje ir 20 min. aušinimas ventiliuojant bandinius kambario temperatūros oro srove).
Vizualiai naujai sukurtame produkte jokių struktūrinių pokyčių po 25 terminio patvarumo ciklų nepastebėta.
Pagerėjus ekonominei situacijai naujai sukurtą produktą galėtų gaminti projekto partneris UAB „Matuizų dujų silikatas“, šiuo metu įmonė dar neturi nei materialinių, nei finansinių resursų inovacijai įdiegti. Kol kas įmonėje išleista naujai sukurto produkto bandyminė partija. Gauti techniniai gaminio rodikliai atitinka laboratorinius, o kai kurie netgi viršija juos.
Informacija atnaujinta 2012.01.02