Mokslo ir technologijų pasaulis

Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Statybos fakulteto mokslininkai sukūrė ir patentavo technologiją, kuri palengvina statybose plačiai naudojamas gelžbetonines konstrukcijas, gerina jų kokybę, sumažina medžiagų bei darbų sąnaudas, taip pat prisideda prie ekologinių problemų sprendimo. Technologijos esmė – statinių perdangose įklojami geometrinius kubus primenantys įdėklai. Apskaičiuota, kad tokie intarpai gali sumažinti betono sąnaudas iki 40 proc.

Betono kiekio mažinimas naudojant tuščiavidurius įvairių formų įdėklus – inovacija, kuri pamažu veržiasi į statybos sektorių. Šis išradimas atpigina ir palengvina pastato konstrukcijas bei sustiprina garso izoliaciją. Geriausias naujos technologijos rezultatas – kokybiškas nekilnojamasis turtas už mažesnę kainą.

Įdėklo evoliucija: nuo burbulo iki kubo

VGTU sukurtas įdėklas tuštumoms formuoti nuo panašių pasaulyje gaminamų produktų skiriasi savo forma – iki šiol daugiausiai buvo naudojami į kamuolius panašūs apvalūs įdėklai. Inovatyvaus lietuvių įdėklo forma yra artima kubui, jame numatytos specialios briaunos, grioveliai ir fiksatoriai, užtikrinantys maksimalų įdėklo įsitvirtinimą betono masėje.

„Kubo forma suteikia galimybę perdangos plokštėje maksimaliai sumažinti betono kiekį, įvertinant maksimalias apkrovas. Taip pat speciali forma ir papildomi jos tvirtinimo elementai užtikrina, kad plokštėje neatsiras papildomų oro tuštumų“, – pasakojo projekto vadovas VGTU Statybos fakulteto Gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų katedros vedėjas prof. dr. Juozas Valivonis.

Lietuvos mokslininkų sukurtas įdėklas taip pat yra didesnis, negu rinkoje naudojami panašūs produktai – tai leidžia sutaupyti daugiau statybinių medžiagų. Įdėklas yra iš dviejų elementų, kurie gali būti trijų skirtingų storių. Tai išplečia tokių įdėklų panaudojimo galimybes – juos galima pritaikyti skirtingo tarpsnio ir skirtingų apkrovų veikiamoms perdangų plokštėms.

Unikalūs tyrimai atlikti bendradarbiaujant su verslu

Dvejus metus trukęs įdėklo kūrimo ir bandymų projektas įdarbino 9 VGTU Statybos fakulteto mokslininkus. Jie atliko tiek eksperimentinius, tiek teorinius tyrimus ir įdėklų savybes tyrė išbandydami 30 skirtingų perdangoms naudojamų plokščių.

Anksčiau jokie tyrimai su statybiniais įdėklais nebuvo atliekami. Idėja pradėti veiklą šioje srityje kilo bendradarbiaujant su verslininkais ir įmone „Panevėžio statybos trestas“, kuri norėtų statybinius įdėklus pradėti naudoti darbiniuose procesuose. „Panevėžio statybos trestas“ padėjo atlikti pirmuosius bandymus, o vėliau VGTU mokslininkai darbus perėmė į savo rankas. Tyrimų inovatyvumą pripažino Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūra (MITA) ir skyrė finansavimą.

Tyrimai, atlikti universiteto Civilinės inžinerijos mokslo centre, susiejo teoriją ir praktiką – iš pradžių kompiuterinėmis programomis sumodeliuotas naujo tipo statybinis įdėklas ir atlikta teorinė jo elgsenos analizė, po to pagaminti specialūs įdėklo prototipai, su kuriais jau buvo galima atlikti praktinius tyrimus.

„Eksperimentuodami laboratorijoje siekėme išbandyti kuo daugiau statybos praktikoje galimų sprendimų – keitėme plastikinių įdėklų išdėstymo schemas plokštėse, armavimo būdus bei pačių plokščių storį. Taip galėjome paruošti išsamias metodikas perdangų plokščių laikomosios galios, praspaudžiamosios galios, įlinkių ir atsparumo pleišėjimui skaičiavimams“, – pasakojo VGTU mokslininkas J. Valivonis.

Tyrimai parodė, kad naudojant plastikinius įdėklus gelžbetoninių perdangų plokščių fizinės mechaninės charakteristikos yra geros. Pačios plokštės gali būti įprastai, be papildomo paruošimo, naudojamos statybos pramonėje, o numatyti skaičiavimo metodai atitinka tikrąją plokščių elgseną.

Statybiniai įdėklai – žingsnis žaliosios statybos link

VGTU inovacija naudinga ne tik statybos pramonei, bet ir prisideda prie ekologinių problemų sprendimo. Priklausomai nuo įdėklų išdėstymo plokštėje, įmanoma sutaupyti iki 40 proc. perdangai naudojamo betono. Sumažinus jo sąnaudas, mažinamas ir kitų statybinių medžiagų – skaldos, smėlio, gėlo vandens – kiekis, naudojamas statybų procese.

Taip pat sumažėja ir vieno pagrindinių betono sudėties komponentų – cemento – sąnaudos. Tyrimais nustatyta, kad tonos cemento gamybos metu į aplinką išmetama 500 kubinių metrų anglies dvideginio (CO2). Net 5 proc. visame pasaulyje išmetamo CO2 sugeneruoja cemento gamyba, tad sumažinus šios produkcijos kiekį, būtų sumažinta CO2 emisija.

Kitas svarbus aspektas – pačių įdėklų sudėtis. Juos numatoma gaminti iš antrinių žaliavų – Lietuvoje surinkto naudoto ir specialiai paruošto plastiko. Taip atsiranda galimybė plastiką „užkonservuoti“ ne sąvartynuose, o ten, kur jis gali duoti papildomos naudos – statybų pramonėje.

Paprastas pritaikymas statybų aikštelėje

VGTU mokslininkų išradimas nesunkiai prigytų statybos aikštelėse, nes įdėklo surinkimui nereikia daug atskirų detalių, didelių darbo sąnaudų ar ilgo parengimo laiko.

„Jei liktų nepanaudotų įdėklų, dėl savo formos ypatumų jie gali būti tiesiog eilėmis sudėti vieni į kitus – taip neužimtų daug erdvės sandėliavimo metu ir galėtų būti patogiai dideliais kiekiais transportuojami į statybos aikštelę vos tik prireikus“, – sakė prof. dr. J. Valivonis.

Plokštės su įdėklais galėtų būti naudojamos įrengiant pastatų perdangas ir gelžbetonines sienas.

Tiesa, inovacijos paplitimui koją šiuo metu kiša keletas dalykų – šalyje nėra tokius įdėklus gaminančios įmonės, taip pat iki šiol trūko aiškios skaičiavimo metodikos projektuotojams, kuriems saugiau pasikliauti savo ankstesne patirtimi, negu imtis naujų metodų. Dėl VGTU mokslininkų įdirbio statybos tyrimų srityje situacija rinkoje gali pasikeisti jau greitu metu.