| Abstract |
Alises Sapatas maģistra darbs “Cementa bāzes kompozītmateriāla izstrāde 3D
drukāšanai izmantojot degslānekļa pelnus”, Rīga, 2024. Darbs izstrādāts Rīgas Tehniskajā
Universitātē, Ilgtspējīgo būvmateriālu un inženiersistēmu institūtā.
3D drukāšanai izmantotie materiāli parasti satur lielu daudzumu cementa, kā rezultātā
3D drukātajām konstrukcijām ir augsts oglekļa pēdas nospiedums. Igaunijā kā elektroenerģijas
ražošanas blakusprodukts katru gadu rodas 5-7 miljoni tonnu degslānekļa pelnu (DP), kas agrāk
tika izmantoti kā cementu aizstājoši materiāli (SCM), bet, mainoties elektrostaciju
tehnoloģijām, tikai 10% no tiem tiek izmantoti atkārtoti, pārējie tiek uzglabāti atkritumu
poligonos bez pielietojuma. 3D drukāšanai paredzētam betonam un javām šobrīd nepastāv
standartos noteiktas prasības par izejmateriālu ķīmisko sastāvu un citām īpašībām. Tas paver
iespēju radīt jaunu, ilgtspējīgu materiālu, kas piemērots 3D drukāšanai, vienlaikus izmantojot
pelnu atkritumus, kas neatbilst prasībām izmantošanai cementā un betonā.
Šī darba mērķis ir izstrādāt ilgtspējīgu cementa bāzes kompozītmateriālu, kas piemērots
3D drukāšanai, izmantojot DP no desulfurizācijas (NID) reaktoriem. Lai mērķi sasniegtu,
vispirms tika veikti izmantoto saistvielu testi. Balstoties uz šiem datiem, tika secināts, ka pētītie
pelni ir piemēroti izmantošanai betona kompozītmateriālā. Tika izstrādāts kompozītmateriāls,
kam tika veiktas svaigas masas īpašību pārbaudes, un sacietējušu paraugu mehāniskās un
ilgmužības pārbaudes, gan veidņotiem, gan 3D drukātiem paraugiem. Beigās tika veikts dzīves
cikla aprēķins (LCA).
Veiktā pētījuma rezultāti pierāda, ka Igaunijas DP atkritumi no NID reaktoriem var tikt
efektīvi izmantoti kā SCM 3D drukāšanai paredzēta betona ražošanā, tādējādi samazinot vides
piesārņojumu un veicinot ilgtspējīgāku būvniecību. Izstrādātais kompozītmateriāls pēc 3D
drukāšanas uzrāda pietiekamu mehānisko stiprību, kas pielīdzināma C20/25 klases betonam,
un uzlabotas ilgmūžības īpašības. Kompozītmateriāls uzrāda arī par vairāk kā 25% samazinātas
CO2 emisijas salīdzinājumā ar kontrolsastāvu. Tas apliecina izstrādātā betona
kompozītmateriāla piemērotību turpmākai attīstībai un izmantošanu būvniecībā. Zinot
izmantoto pelnu īpašības un pozitīvo ietekmi uz betona kompozītu, paveras potenciāla iespēja
būvniecībā izmantot arī cita veida Igaunijas DP, kas šobrīd tiek uzglabāti atkritumu poligonos.
Maģistra darba kopējais apjoms ir 88 lappuses, tas satur 13 tabulas, 47 attēlus un 15
pielikumus un tajā ir atsauces uz 109 informācijas avotiem. |
