ŠIPK ocena poškodovanosti betona Rupnikove linije

Samopopravljive lastnosti posebnih betonov

Študentje in mentorji Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo ter Ekonomske fakultete smo sodelovali s Salonitom Anhovo d.d. na projektu Po kreativni poti do znanja. Posvečali smo se samopopravljivim betonom. Proučevali smo lastnosti samoceljenja in smotrnost tovrstnih procesov v industriji.

Med projektom smo zasledovali več ciljev in sicer naslednje:

• ugotavljanje kemičnih reakcij, ki potekajo v betonih in vpliv na njihovo celjenje;
• ugotavljanje sposobnosti celjenja betonov s primešanimi bakterijami;
• stroškovni vidiki dodajanja bakterij in
• kako samopopravljanje betonov neposredno vpliva na njihove lastnosti.

Priprava napokanih betonskih prizem na staranje v 1 M NaOH na 60°.

Delo na projektu

Projekt je potekal od februarja do julija 2019. Pripravili smo 3 vrste betonskih preizkušancev. Pri prvem smo opazovali odziv alkalno karbonatne reakcije, pri drugem pa smo spremljali procese celjenja s primešanimi bakterijami. Tretji preizkušanec je bil vzorčen in nam je služil kot merilo za primerjavo z rezultati, ki smo jih zabeležili na preizkušancih, na katerih smo spodbudili procese samoceljenja.

Vzorce, smo opazovali pod navadnim kot tudi pod elektronskim mikroskopom. Slednji se je posebej izkazal pri opazovanju alkalno-karbonatne reakcije, saj nam je omogočal vpogled v vmesne procesne faze. Vse testne primerke smo preizkusili tudi z njihovo odpornostjo na zrušitev. S tem smo ugotovili še mehanske lastnosti betonov. Na kraju smo proučili tudi cenovno smotrnost vgrajevanja omenjenih posebnih betonov.

Razpoka v betonu je popolnoma zapolnjena s CaCO3 (vzore staran v 1M NaOH na 60 °C, 6 mesecev).

Izidi

Opazovanje betonskih vzorčkov pod Hirox mikroskopom.

Glede na samopopravljive procese, ki potekajo v betonih, je bilo obdobje šestih mesecev, kolikor je bilo predvideno za projekt, absolutno prekratko. Alkalno-karbonatne reakcije namreč potekajo izjemno počasi. Celo v nadzorovanih, laboratorijskih pogojih, kjer lahko določene procese tudi pospešimo, potrebujemo domala dve leti, da se dejavnosti samoceljenja končajo v celoti; predvidevamo, da bi v naravi isti procesi trajali od 40 do 80 let. Bistveno hitrejše poteka celjenje betonov s primešanimi bakterijami. Prve učinke smo opazili že v nekaj dneh. Kljub temu bi morali vzorce opazovati preko enega leta, če bi želeli dobiti bolj natančne in znanstveno trdnejše dokaze. Z omenjenimi ugotovitvami smo posredno odgovorili tudi na metodološko vprašanje trajanja takšne raziskave, če bi se raziskovalnih vprašanj hoteli lotili celovito in bolj natančno.

Glede cenovne upravičenosti spodbujanja samocelitvenih procesov v betonih smo ugotovili, da bi bila cena betona, v katerega primešamo bakterije, dvakrat dražja, kot je cena navadnega betona, medtem ko bi bili stroški vzdrževanja baktericidnega betona 30 odstotkov nižji, kot pa so stroški vzdrževanja nosilnosti in odpornosti navadnih betonov v njihovem predvidenem življenjskem obdobju.

Čeprav smo projekt uradno zaključili, bomo z njim vsekakor nadaljevali. Raziskave na tem področju nam namreč nudijo široko paleto tehničnih in tehnoloških znanj, s katerimi lahko bistveno izboljšamo kakovostne lastnosti betonov, njihovo uporabnost, trajnost kot tudi gospodarjenje z betonskimi objekti.

Mentorja koordinatorja:

izr. prof. dr. Marjan Marinšek (UL FKKT) in asist. dr. Petra Štukovnik (UL FGG)

Pedagoška mentorja:

prof. dr. Violeta Bokan Bosiljkov (UL FGG) in izr. prof. dr. Mojca Marc (UL EF)

Delovni mentorji:

dr. Andrej Ipavec (Salonit d.d.), Lojzka Reščič (ZBS), Sašo Seljak (ZBS)

Študenti:

Tanja Buh (UL FKKT), Bor Gorjup (UL EF), Klavdija Kastelic (UL FGG), Mojca Legan (UL FKKT), Rok Novak (UL FKKT), Jure Starc (UL FGG), Luka Stare (UL FGG)

Naložbo sofinancirata Republika Slovenija in Evropska unija iz Evropskega socialnega sklada.