Eesti teadlased katsetavad savi kasutamist tsemendi osalise asendajana

Tallinna Tehnikaülikooli ja Tartu Ülikooli uurijad on tuvastanud, et Arumetsa ja Aseri karjääridest pärit kuumutatud savi suudab tsemendis asendada osa traditsioonilistest sideainetest. Materjali töötlemine 825-kraadises ahjus andis proovikividele vajaliku tugevuse, mis ületab tööstuslikud miinimumnõuded.

Ehitussektoris kasutatava tsemendi keskkonnajalajälje vähendamiseks otsivad teadlased lahendusi, kuidas asendada osa tsemendist kodumaise toorainega. Tallinna Tehnikaülikooli ja Tartu Ülikooli teadlased viisid läbi katseid, kus kasutati ehitusmaterjalide koostises Arumetsa ja Aseri karjääridest pärinevat savi.

Kuumtöötluse mõju materjali tugevusele

Uurimisgrupp, mida juhtis Andres Trikkel, katsetas savi kuumutamist kolmel erineval temperatuuril: 750, 825 ja 900 kraadi juures. Pärast kuumutamist segati materjal kustutatud lubja ja liivaga, et valmistada proovikivid ja kontrollida nende survetaluvust. Edukaks tulemuseks loeti materjali võimet taluda vähemalt nelja megapaskali suurust survet pärast nädalast tahkumist.

Kõik katsetatud savid ületasid selle miinimumnõude. Parimad tulemused saavutati 825-kraadise kuumtöötluse juures, kus proovid talusid ligikaudu seitse megapaskalit. Arumetsa savi näitas seejuures veidi paremaid omadusi, mida teadlased seostavad selle kõrgema kaoliniidi sisaldusega. See mineraal suurendab materjali keemilist aktiivsust.

Tehnoloogiline protsess ja rakendusvõimalused

Savi tahkumine saavutatakse kuumtöötlusega, mis lõhub materjali korrapärase kristallstruktuuri. Protsessi käigus vabanevad räni ja alumiinium, mis reageerivad lubjaga, moodustades tugeva liimiva geeli. Kui temperatuur jääb liiga madalaks, ei ole savi piisavalt aktiivne. Temperatuuride tõstmine 900 kraadini või kõrgemale aga vähendab materjali pindala, kuna moodustuvad uued kristallid, mis pärsivad reaktsioonivõimet.

Ehkki savipõhine mört ületas tööstusstandardeid, jääb selle tugevus alla klassikalisele tsemendile, mida kasutatakse näiteks eramajade vundamentides. Seetõttu näevad teadlased savi rolli pigem tsemendi osalise asendajana. Enne tööstuslikku rakendamist on vajalikud täiendavad katsetused, et tagada ehitusinseneridele piisav kindlustunne. Uuringu tulemused on avaldatud teadusajakirjas Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.