...
Projektā ir vairāki nodevumi, kas tiks publicēti, līdzko visa tajos iekļautā informācija būs publicēta vai patentēta.
Galvenā informācija
3D drukāti bioloģiskas izcelsmes materiāli pielietojumam būvniecībā
Finansējošās programmas, fonda nosaukums: ERAF
Projekta īstenošanas laiks: 01.04.2020 – 31.03.2023
Projekta īstenošanas vieta: Materiālu un konstrukciju institūts (Rīgas Tehniskā universitāte)
Projekta vadītājs: Māris Šinka
Projekta zinātniskais mērķis ir izstrādāt 3D drukājamus materiālus pielietojumam būvniecībā, kuri sastāv no minerālas saistvielas un bioloģiskas izcelsmes pildvielas.
Pētniecības pieteikuma zinātniskie uzdevumi ir:
- Izejvielu un ražošanas metožu izvēle, kas piemērota bioloģiskas izcelsmes materiālu 3D drukāšanai;
- Minerālu saistvielu izstrāde, kas piemēroti bioloģiskas izcelsmes materiālu 3D drukāšanai;
- 3D drukājamu bioloģiskas izcelsmes materiālu izstrāde ar minerālajām saistvielām;
- 3D drukātu materiālu dzīves cikla analīze.
Pētniecības pieteikuma mērķis, plānotās aktivitātes un rezultāti pilnībā atbilst Latvijas Viedās specializācijas stratēģijas (RIS3) noteiktajai specializācijas jomai „Viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiersistēmas”.
Pētniecības pieteikuma darbības ietver: zinātnisko pētniecību, rezultātu publicēšanu zinātniskos rakstos, piedalīšanos konferencēs, mācību un tīklošanās braucienus, zināšanu pārnesi, rezultātu prezentāciju profesionālajām organizācijām, sabiedrības informēšanas pasākumus, un mobilitātes braucienus uz vadošajām Eiropas pētniecības iestādēm.
Šis darbs izstrādāts ar Eiropas Reģionālās attīstības fonda atbalstu darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.2. pasākuma “Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts” ietvaros (Nr.1.1.1.2/VIAA/3/19/394)
3D betona drukāšanas zinātniskā laboratorija
Izveidota “3D betona drukāšanas zinātniskā laboratorija”, kurā turpmāk varēs sekmīgi realizēt šo projektu.
Rīgas Tehniskā universitāte (RTU) partnerībā ar lielāko sauso un lietošanai gatavo būvmaisījumu ražotāju Baltijas reģionā SIA «Sakret» izveido 3D betona drukāšanas zinātnisko laboratoriju, liekot pamatus novatorisku tehnoloģiju izmantošanai būvniecībā Baltijā. Laboratorija nodrošinās zināšanas un infrastruktūru studentiem, zinātniekiem, jaunuzņēmumiem un dažādām ar būvniecību saistītām industrijām.
3D betona printeri izgatavoja RTU zinātnieki ar RTU Dizaina fabrikas inženieru atbalstu, norāda 3D betona drukāšanas zinātniskās laboratorijas vadītājs, RTU Būvniecības inženierzinātņu fakultātes vadošais pētnieks Māris Šinka.
3D betona printēšana ir inovatīvs zinātnes un tehnoloģiju attīstības virziens, kas strauji attīstās visā pasaulē. Tehnoloģija ir ilgtspējīga, nodrošina cilvēkresursu un materiālu efektīvu izmantošanu, kā arī arhitektūras un būvniecības nozarēm piedāvā gandrīz bezgalīgas iespējas, kas saistītas ar formas, izmēra un struktūras brīvību.
3D betona printeri izgatavoja RTU zinātnieki ar RTU Dizaina fabrikas inženieru atbalstu.
«Laboratorija izveidota, lai izstrādātu inovatīvus veidus betona konstrukciju izgatavošanai. Šobrīd Baltijā nav neviena, kam būtu infrastruktūra un zināšanas par visiem 3D betona printēšanas posmiem – sauso materiālu izgatavošanu, printeri, printera galvu un padeves iekārtām, modelēšanu un programmatūru, materiālu īpašībām un to testēšanu svaigā un sacietējušā stāvoklī, konstrukciju projektēšanu, normatīviem un likumdošanu. Mērķis ir izveidotu zināšanu un tehnoloģisko bāzi, ļaujot pētniekiem veidot zinātniskos projektus, bet industrijai attīstīt jaunus produktus,» uzsver M. Šinka.
«Ir ierasts, ka būvniecība ir viena no nozarēm, kur plaši tiek izmantoti gadsimtiem pārbaudīti materiāli un tehnoloģijas. Meklējot iespējas būvēt videi draudzīgāk, ilgtspējīgāk un ekonomiski izdevīgāk, būvniecībā arvien straujāk ienāk dažādas inovācijas. Uzsākot sadarbību ar Rīgas Tehniskās universitātes 3D laboratoriju, «Sakret» mērķis ir veicināt straujāku mūsdienīgu materiālu ienākšanu Latvijas būvniecības nozarē, kas paaugstinās Latvijas būvmateriālu ražotāju un būvnieku konkurētspēju starptautiskā mērogā,» norāda «Sakret Holdings» padomes priekšsēdētājs Andris Vanags.
Laboratorijā varēs drukāt betona masu, izstrādāt prototipus objektu vai konstrukciju detaļu 3D printēšanai, pētīt un pārbaudīt inovatīvus materiālus, testēt izdrukātus objektus. Laboratorijā veikti pētījumi varētu kļūt par pamatu standartu izstrādāšanai, lai 3D tehnoloģijas varētu izmantot dažādu ēku būvniecībai ne tikai Latvijā, bet arī Eiropā. Plānots, ka tā kļūs par brīvās pieejas zinātnes platformu 3D betona un citu būvmateriālu printēšanas jomā. Tā būs pieejama gan studentiem un pētniekiem, gan dažādām kompānijām un jaunuzņēmumiem zināšanu komercializācijai.
Pētniecības rezultāti
Konferences
Projekta rezultāti tika prezentēti šādās konferencēs
06-09.07.2020. “Digital Concrete 2020, 2nd RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication”
ar posteri “Bio based materials for application in 3D printing”
23-25.09.2020. “Advanced Construction and Architecture 2020”
prezentācija ar nosaukumu “Fast setting binders for application in 3D printing of bio-based building materials”
16-18.06.2021. The 4th International Conference on “Bio-Based Building Materials”
ar tiešsaistesprezentāciju “3D Printing of Bio-based Building Materials”
28-30.09.2022. The 5th International Conference “Innovative Materials, Structures and Technologies”
ar rakstu “Hempcrete – CO2 Neutral Wall Solutions for 3D Printing”
26-28.06.2022. “Digital Concrete 2022, 3rd RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication”
ar abstraktu “Hempcrete – CO2 neutral wall solutions for 3D printing”
Izstrādātas metodes
Izstrādāto metožu un zinātības apraksti
Pētniecības pieteikuma sagaidāmie rezultāti ir oriģināli zinātniskie raksti, izstrādāto metožu apraksti, zinātības apraksti kā arī pētījuma rezultāti tiks ziņoti starptautiskās konferencēs.
Zinātniskie raksti
Sinka, M., Zorica, J., Bajare, D., Sahmenko, G., Korjakins, A.
“Fast setting binders for application in 3D printing of bio-based building materials”
Sustainability, 2020, Vol. 12, No. 21, Article number 8838. ISSN 2071-1050. DOI:10.3390/su12218838
Obuka, V., Sinka, M., Nikolajeva, V., Kostjukova, S., Davidane, O.R., Klavins, M.
Microbiological stability of bio-based building materials.
Journal of Ecological Engineering, 2021, 22(4), 296–313. ISSN 2299–8993
Birjukovs, M., Sinka, M., Jakovics, A., Bajare, D.
Combined in situ and in silico Validation of a Material Model for Hempcrete.
Construction and Building Materials, 2022, Vol. 321. ISSN 0950-0618. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2021.126051
Sinka, M., Spurina, E., Korjakins, A., Bajare, D.
“Hempcrete – CO2 Neutral Wall Solutions for 3D Printing”
Environmental and Climate Technologies, 2022, Vol. 26, No. 1, pp.742-753. ISSN 2255-8837. DOI:10.2478/rtuect-2022-0057
Seile, A., Spurina, E., Sinka, M.
Reducing Global Warming Potential Impact of Bio-Based Composites Based of LCA.
Fibers, 2022, Vol. 10, No. 9, 79. ISSN 2079-6439. DOI:10.3390/fib10090079
Spurina, E., Sinka, M., Ziemelis, K., Vanags, A., Bajare, D.
The Effects of Air-Entraining Agent on Fresh and Hardened Properties of 3D Concrete.
Journal of Composites Science, 2022, Vol. 6, No. 10, 281. ISSN 2504-477X. DOI:10.3390/jcs6100281
Sleinus, D., Sinka, M., Korjakins, A., Obuka, V., Nikolajeva, V., Brencis, R., Savicka, E.
Materials, 2023, Vol. 16 No. 3, 1060. DOI:org/10.3390/ma16031060
Jaunākie projekti
ERAFFebruāris 3, 2022 - 11:19 am
ERAFOktobris 15, 2021 - 11:03 am
Apvārsnis 2020Oktobris 14, 2021 - 1:58 pm