Atpakaļ Jauna pieeja asfaltbetona veiktspējas novērtēšanai zemās temperatūrās un uzsmidzināms īpaši augstas veiktspējas betons tiltu uzturēšanai – ceļu būves industrija izzina jaunas tehnoloģijas un materiālus, ko Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) pētnieki ciešā sadarbībā ar Šveices Federālo materiālu zinātnes un tehnoloģiju laboratorijas (Empa) kolēģiem attīsta Šveices – Latvijas sadarbības programmas «Lietišķā pētniecība» projektā LACHMAT.
Daļa tiltu betona konstrukcijas būvētas pagājušā gadsimta vidū, to tehnisko stāvokli ietekmē palielināta satiksmes slodze, sasalšanas un atkušanas cikli, korozija, vispārēja betona konstrukciju novecošana. Rezultāts ir katram redzams –degradējusies tērauda aizsargkārta, atsegts stiegrojums, tērauda stiegrojuma elementu korozija, VSAI «Latvijas Valsts ceļi» rīkotajā ikgadējā ceļu nozares konferencē stāsta RTU Būvniecības un mašīnbūves fakultātes Ilgtspējīgo būvmateriālu un inženiersistēmu institūta doktorants Andrejs Kavlaks. Viņš kopā ar kolēģiem projektā LACHMAT pēta un attīsta īpaši augstas veiktspējas uzsmidzināmu betonu, kas ļautu pagarināt satiksmes infrastruktūras kalpošanu un samazināt rekonstrukcijas nepieciešamību.
Konferencē piedalās Latvijas, Lietuvas, Igaunijas un Polijas ceļu administrāciju vadītāji un vadošie speciālisti, kā arī nozares un pašvaldību pārstāvji, valsts institūciju amatpersonas un dažādu ceļu nozares jomu eksperti: satiksmes drošības, ceļu uzturēšanas, būvniecības un citi Latvijas un ārvalstu speciālisti.
Īpaši augstas veiktspējas betons satur ļoti smalkas frakcijas pildvielas un saistvielas. Tas nozīmē, ka materiāls ir ļoti blīvs, ar maz porām, līdz ar to ūdens un sāļu caurlaidība ir minimāla, sasalšanas un atkušanas reakcijas ir limitētas. Lai materiālu pastiprinātu, izmanto tērauda vai polimēra šķiedras, kas palīdz palielināt lieces un spiedes stiprību, uzlabo noturību pret plaisāšanu, industriju iepazīstina RTU doktorants. Viņš arī stāsta, kā notiek materiāla uzsmidzināšana, tostarp grūti pieejamās vietās, un rāda eksperimentus, ko pētnieki jau veikuši Latvijā sadarbībā ar uzņēmumu «Reaktīvs».
Atsaucoties uz aplēsēm un pētījumiem, A. Kavlaks lēš – materiāla izmantošana ilgtermiņā būs ekonomiski pamatota, jo tas kalpo ievērojami ilgāk, uzklāšana ir ātrāka, tāpēc samazinās darbaspēka un iekārtu izmantošanas izmaksas, arī demontāža ir ekonomiskāka, jo jāutilizē mazāka materiālu. Pasaulē jau ir vērojami pirmie piemēri augstas veiktspējas uzsmidzināmā betona izmantošanai tiltu un tuneļveida infrastruktūras uzturēšanā.
Jauna pieeja asfaltbetona testēšanā
Arī asfaltbetona testēšanā, lai arī materiāli un ražošana arvien attīstās, mēs arvien paļaujamies uz metodēm, kuru pamatprinicipi radīti pirms gadsimta, industrijas pārstāvjiem saka Būvniecības un mašīnzinību fakultātes Būvniecības inženierzinātņu institūta maģistrantūras students Aivars Kļavinskis.
Viņš norāda, ka asfaltbetona ražošanā izmantotais bitumens nav «vienkārši melna un lipīga masa», dažādu faktoru – lielākoties temperatūras un slodzes ietekmē – tas var variēt no cieta līdz šķidram, kas to padara ļoti piemērotu ceļu būvei, tādēļ ar konvencionālu mehānikas pieeju ir par maz, lai to raksturotu. «Mums ir svarīgi kontrolēt, lai bitumens ražošanas laikā būtu pietiekami plūstošs un sajauktos ar minerālmateriālu, vienmērīgi to pārklājot, pietiekami plastisks, lai ieklāšana būtu ērta, un lai ekspluatācijā vasaras karstumā būtu pietiekami stingrs un elastīgs, lai izturētu satiksmes slodzi un neveidotos rises, bet nebūtu pārāk stingrs un ar labām sprieguma relaksācijas spējām, lai ziemā nesaplaisātu. Te palīgā nāk reoloģija – zinātne par materiāla plūšanu un deformēšanos,» turpina A. Kļavinskis. Izplatītākais instruments reoloģijas noteikšanai ir dinamiskais bīdes reometrs (DSR), taču tā izmantošana asfaltbetona veiktspējas novērtēšanai zemās temperatūrās pagaidām ir ierobežota. A. Kļavinskis pēta, kā veiktspēju zemās temperatūrās novērtēt, izmantojot sprieguma relaksācijas testus. To princips balstās pieņēmumā, ka stingums nav galvenais iemesls bitumena plaisāšanai, bet gan nespēja pietiekami relaksēt spriegumu. Tā ir mūsdienīga metode, kas padziļināti pēta ceļa būves materiālus, palīdzot izprast to uzvedību un uzvedības mehānismus.
A. Kļavinskis ir pirmais RTU maģistrantūras students, kurš sava noslēguma darba izstrādei trīs mēnešus eksperimentus un testus veica Empa laboratorijās Šveicē. Testu rezultāti, pēc viņa teiktā, ir daudzsološi.
Izzina industrijas domas
Savukārt LACHMAT konsultatīvās padomes sēdē gan A. Kavlaks un A. Kļavinskis, gan citi projektā iesaistītie maģistranti, doktoranti un pēcdoktorantūras pētnieki – Būvniecības un mašīnzinību fakultātes maģistrantūras studente Rūta Anna Kinta, doktoranti Romāns Kornišovs un Dāvis Dragons, Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultātes doktorants Nauris Silkāns un RTU Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultātes Ķīmijas un ķīmijas tehnoloģijas institūta vadošais pētnieks Juris Bitenieks – iepazīstina ar progresu pētnieciskajā darbā un zināšanu pārnesē. Viņu pētījumi aptver plašu lauku – no bitumena modificēšanas ar lignīnu un ilgtspējīgiem risinājumiem asfaltbetona seguma otrreizējai izmantošanai līdz 3D drukāta betona izveidei no vietējām izejvielām un datos balstītai asfalta seguma aprites cikla pagarināšanai.
Studenti un pētnieki arī uzklausa industrijas ierosinājumus, īpaši attiecībā uz zināšanu un tehnoloģiju pārnesi industrijā.
Konsultatīvā padome izveidota, lai nodrošinātu LACHMAT rezultātu atbilstību nozares vajadzībām. Padomē darbojas VSIA «Latvijas Valsts ceļi» Autoceļu kompetences centra Pētniecības vadības un attīstības daļas vadītājs Jānis Barbars, Latvijas Betona savienības valdes priekšsēdētājs un SIA «Primekss» tehnoloģiju direktors Rolands Cepurītis, Latvijas Betona savienības valdes loceklis un SIA «Schwenk Latvija» Materiālu kvalitātes un produktu tehnoloģijas daļas vadītājs Jānis Zāle un biedrības «Latvijas ceļu būvētājs» izpilddirektore Monta Berga.
VSAI «Latvijas Valsts ceļi» ceļu nozares konferencē un LACHMAT konsultatīvās padomes sēdē piedalās arī Empas bitumena materiālu grupas līderis, projekta zinātniskais līderis Šveicē Mārtiņš Zaumanis.
Lasi vēl
