12

Inovatīvi un daudzfunkcionāli kompozīti ilgtspējīgām būvēm no vietējām izejvielām ir jauna tipa kompozītmateriāli, kuru sastāvā pamatā ir izmantoti vietējie izejmateriāli (Latvijā ražots cements, pildvielas, minerālpiedevas, koksne un šķiedraugi u.tml.). Pētījumi būvzinātnes un materiālzinātnes jomā tiks orientēti uz uzlaboto materiālu efektīvu pielietojumu konstrukcijās (hidrotehniskās būvēs, sabiedriskās būvēs un ēkās) un infrastruktūras būvēs (ceļos, tiltos un lidlaukos).
Galvenā cementa kompozīta ideja ir mikro un nano līmenī modificētas augstas stiprības cementa matricas mijiedarbība ar vietējas izcelsmes mikro un makro pildvielām, kā arī ar disperso stiegrojumu.
Jaunā tipa cementa kompozīti ir daudzkomponentu maisījumi, kas prasa jaunu pieeju izgatavošanas un iestrādāšanas tehnoloģijai. Tādēļ, lai ieviestu šo materiālu izmantošanu tautsaimniecībā, paredzēts izstrādāt cementa kompozītu ražošanas tehnoloģijas, kuras paredz izmantot esošus betona mezglus, piem., HC Betons, būtiski pilnveidojot tehnoloģisko procesu, lai nodrošinātu daudzkomponentu maisījuma dozēšanu, efektīvu samaisīšanu un transportēšanu. Lai gan iegūtie rezultāti ir tautsaimniecībai noderīgi, tomēr iepriekš veiktie pētījumi ir nepilnīgi, jo netika pievērsta pietiekama uzmanība cementa matricas ilgmūžībai un korozijas noturībai, kā arī iespējai paaugstināt tās korozijas noturību. Daudzos gadījumos infrastruktūras objektu būvniecībai Latvijā tika izmantots importēts cements ar augstāku korozijas noturību nekā Latvijā ražotais.
Svarīga, bet līdz šim nepētīta jauno cementu kompozītu īpašība ir to noturība un drošums ugunsgrēka gadījumā pēc augstas temperatūras iedarbības un straujas temperatūras pazemināšanas. Domājot par cilvēka drošumu ēkās un infrastruktūras objektos, kuri būvēti, izmantojot augstas stiprības cementa kompozītus, šim aspektam ir jāpievērš pastiprināta uzmanībā. Tāpēc viens no svarīgiem pētījumu virzieniem ir jauno kompozītu reakcija uz uguni, kas tuvākajā nākotnē tiks padziļināti pētīta.
Jaunā tipa cementa kompozīti ir daudzkomponentu maisījumi, kas prasa jaunu pieeju izgatavošanas un iestrādāšanas tehnoloģijai. Tādēļ, lai ieviestu šo materiālu izmantošanu tautsaimniecībā, paredzēts izstrādāt cementa kompozītu ražošanas tehnoloģijas, kuras paredz izmantot esošus betona mezglus, būtiski pilnveidojot tehnoloģisko procesu, lai nodrošinātu daudzkomponentu maisījuma dozēšanu, efektīvu samaisīšanu un transportēšanu. Laika gaitā ražošanā ir paredzēts ieviest inovatīvus risinājumus smalko komponentu disperģēšanai, optimizēt maisīšanas procesa parametrus, izmantojot jaunā tipa intensīva tipa piespiedu darbības maisītājus. Sadarbībā ar Valsts pētījumu programmas sadarbības partneriem no attiecīgām tautsaimniecības nozarēm projekta noslēguma fāzē paredzēts izstrādāt rekomendācijas cementa kompozīta maisījuma sajaukšanai, transportēšanai un iestrādāšanai.
Projekta ietvaros, izmantojot vietējās dolomīta šķembas, plānots izstrādāt augstas stiprības sastāvu izgatavošanas tehnoloģiskās vadlīnijas asfaltbetona seguma saistes kārtai un apakškārtai, par ko ir īpaši ieinteresēti vairāki uzņēmumi, piem., VAS Latvijas Valsts ceļi. SIA “Limminkainen Latvia” u.c. Īpaši noderīgs nozares sadarbības partneriem būs augstu ekspluatācijas īpašību bitumena kompozītu ekspluatācijas ekonomiskais novērtējums. Balstoties uz iegūtajiem rezultātiem, plānots piedāvāt priekšlikumus šī asfaltbetona tipa un to izejmateriālu specifikācijām. Papildus tam ir paredzēts izstrādāt projektēšanas tehnoloģiju asfalta segumu ražošanai no otrreizēji izmatota asfalta, jo asfalts pilnībā reciklējams materiāls. Tiks doti priekšlikumi ceļu tehnisko noteikumu pilnveidošanai.
Tā kā būvniecības sektors tradicionāli raksturojas ar lielu neatjaunojamo resursu un enerģijas patēriņu, būtiski ir attīstīt arī tādu būvmateriālu ražošanu, kas ir energomazietilpīgi, tiek ražoti no atjaunojamiem dabas resursiem un ir CO2 neitrāli vai pat negatīvi.
Šobrīd ir veikti priekšpētījumi, kas parāda, ka laboratorijas apstākļos ir iespējams iegūt kompozītmateriālus no šķiedraugiem ar blīvumu diapazonā no 60 līdz 500 kg/m3 un atbilstošiem siltumvadamības koeficientiem no 0.03 līdz 0.15 W/mK.