30 • <strong>Heilsa</strong>, <strong>menntun</strong> <strong>og</strong> nýsköpunMalbikið rannsakað til hlítar-Með nýjum tækjabúnaði <strong>og</strong> aðferðum rannsakar MalbiksseturNýsköpunarmiðstöðvar Íslands meðal annars endingareiginleika malbiksSvifryksmyndun hefur hlotiðsíaukið vægi í þjóðfélagsumræðunniá undanförnummisserum <strong>og</strong> þykir mörgumþað vera mikið áhyggjuefni. Íþeirri umræðu hefur notkunnagladekkja verið hvað mestáberandi, enda þykir það fullsýntað notkun nagladekkjahafi mikil áhrif á svifryksmyndun.NMÍ vinnur nú meðal annarsötult rannsóknarstarf undir heitinu:Malbiksrannsóknir í ljósinýrra Evrópustaðla.Pétur Pétursson, forstöðumaðursteinefna- <strong>og</strong> vegtæknideildar,segir að verkefnið snúi að rannsóknumá íslensku malbiki í víðumskilningi. Með tilkomu nýrraprófunarstaðla <strong>og</strong> tækjabúnaðará NMÍ sé nú unnt að mæla ýmsaeiginleika þeirra malbiksblandasem nú eru í notkun hérlendismeð tilliti til hinna nýju staðla.„Nú getum við mælt eiginleikamalbiksmassa á borð við viðnámgegn skriði, frostþol, slitþol <strong>og</strong>fleira <strong>og</strong> þá getum við borið niðurstöðurnarsaman við kröfuflokkaevrópsku framleiðslustaðlanna.Einnig er hægt að prófa aðrargerðir malbiksblandna en þærsem notaðar hafa verið hérlendis,t.d. með harðara biki <strong>og</strong> breyttumbindiefnum (polymer modified).Árangur verkefnisins felst í lengriendingu malbiks með öllum þeimkostum sem því fylgir – minnaviðhaldi, minni mengun, minnihráefnisnotkun <strong>og</strong> minni óþægindumökumanna,“ segir Pétur.Straumhvörf í mælingum á eiginleikummalbiksMalbikssetrið skapar aðstöðutil rannsókna <strong>og</strong> mælinga á malbikimeð aðferðum sem bjóða uppá nýja möguleika í hönnun nýrramalbiksgerða. „Miðstöðin hefurnú byggt upp aðstöðu til að mælaaflögun <strong>og</strong> slit á malbiki. Tækinsem um ræðir eru malbiksþjappatil að útbúa sýni, hjólfaratæki til aðmæla skrið í malbiki í sumarhitum<strong>og</strong> slitþolstæki sem mælir þolmalbiks gagnvart nagladekkjaslitiað vetri til,“ segir Pétur.Pétur Pétursson, forstöðumaður steinefna- <strong>og</strong> vegtæknideildar, við nýja tækjakostinn. Myndir Ingó.Verkefnið er unnið í samvinnuvið verkefni Sigurðar Erlingssonarprófessors hjá HÍ/VTI “Performancespecification for asphaltconcrete in Iceland,” þar sem prófaðireru ýmsir álagsháðir þættir,svo sem stífni, þreytuþol, skrið<strong>og</strong> öldrun á hluta þeirra efna semprófuð eru í þessu verkefni. Pétursegir að samlegðaráhrif felist ísýnatöku, auk þess sem áhugavertsé að afla gagna með sem flestummismunandi aðferðum sam-En hvað er malbik?Malbik er blanda af steinefni, biki <strong>og</strong> stundumviðbótarefnum í smáum stíl sem breytamikilvægum eiginleikum blöndunnar svosem viðloðun eða stífni. Uppistaðan í malbikier steinefni, en það þarf meðal annars að verasterkt <strong>og</strong> hafa gott slitþol gagnvart negldumhjólbörðum, svo <strong>og</strong> þolið gagnvart frost-þíðusveiflum. Hlutverk bindiefnisins er fjölbreytten fyrst <strong>og</strong> fremst er því ætlað að binda steinefniskorninsaman í einn malbiksmassa.Viðbótarefnin, svo sem trefjar, viðloðunarefni<strong>og</strong> fjölliður (polymers) eru notuð eftirþörfum, til dæmis til að auka viðloðun bindiefnisinsvið steinefnið eða til að breyta seigjueiginleikum malbiksins <strong>og</strong> þar með að aukaviðnám þess gegn skriði <strong>og</strong> sliti.Malbik er framleitt í sérstökum malbikunarstöðvum.Steinefni er skammtað af ákveðnumkornastærðum, það er þurrkað við um 150°C <strong>og</strong> síðan er heitu bikinu hrært saman viðásamt viðbótarefnum, ef einhver eru. Heiturmalbiksmassinn er síðan fluttur þangað semá að nota hann <strong>og</strong> er algengt að hann sé lagðurút í 5 cm þykku lagi með útlagnarvélum <strong>og</strong>síðan valtaður þar til réttri þjöppun eða þéttleikaer náð. Framleiðsla <strong>og</strong> útlögn malbiks ervandmeðfarin <strong>og</strong> kostnaðarsöm aðgerð <strong>og</strong> erþví mikilvægt að vel takist til á öllum stigumframleiðslu <strong>og</strong> útlagnar. Til að svo megi verðaer þekking á eiginleikum malbiksmassans <strong>og</strong>hæfni hans til að standast veðurfarslegar aðstæður<strong>og</strong> umferð afar mikilvæg.
<strong>Heilsa</strong>, <strong>menntun</strong> <strong>og</strong> nýsköpun • 31kvæmt nýjum Evrópustöðlum <strong>og</strong>fá auk þess samanburð við sænskarmælingar. Tilgangur verkefnisinser að rannsaka malbik meðaðferðum nýrra prófunarstaðlasem tóku gildi 2008. Pétur segir aðhaft verði að leiðarljósi að endurskoðakröfur til malbiks hérlendismeð tilliti til tengsla endingar <strong>og</strong>eiginleika malbiksblanda. Mikilvægtsé að öðlast þekkingu hérlendisá nýjum prófunaraðferðum,en ekki síður að prófa nýjarblöndur steinefna <strong>og</strong> bindiefnameð þessum aðferðum. Á þessustigi verði megináhersla lögð áprófanir á mismunandi malbiksblöndumá rannsóknastofu.nýjum malbiksblöndum verðurunnt að auka endingu malbiksslitlagaá umferðarmiklum vegum<strong>og</strong> götum <strong>og</strong> fækka þar meðkostnaðarsömum yfirlögnum.Pétur segir að forsendur skapisttil að reikna upp á nýtt hvað sparastvið það að kosta til, þá ef til villdýrari, en endingarbetri slitlaga.„Nýr grundvöllur fyrir malbiksrannsóknir<strong>og</strong> þróunarstarf hérlendishefur skapast, t.d. í formiframhaldsverkefna sem háskólanemarí byggingaverkfræði eðaraunvísindum gætu unnið.Segja má að nú sé verið að stígafyrstu skrefin í nýju átaki til aðauka gæði <strong>og</strong> endingu malbikshérlendis. Ég vil þó benda á að slíkvinna getur aldrei farið eingöngufram á rannsóknastofu. Þegarþeim áfanga er náð að hannaðarhafa verið nokkrar álitlegar malbiksblöndursem vonir standa tilað uppfylli óskir um væntanlegaendingu er komið að því að leggjaút tilraunakafla <strong>og</strong> mæla <strong>og</strong> beraþá saman reglulega. Meðal annarsþarf þá að mæla hjólfaramyndunsem á sér stað, annars vegar ásumrin vegna skriðs <strong>og</strong> hins vegará veturna vegna nagladekkjaslits.Þar með fást mikilvægar upplýsingarum malbiksblöndur framtíðarinnar,“segir Pétur.Er svifryk úr malbiki ef til villofáætlað?Umræða um svifryk <strong>og</strong> þátt slitsaf völdum umferðar á nagladekkjumí myndun þess hefur orðið æmeira áberandi með árunum <strong>og</strong>segir Pétur að ekki beri að efa áhrifnagladekkja á svifryksmyndun.„Hins vegar er vert að hafa í hugaað útreikningar á magni svifrykshafa byggt á mælingum á hjólfaramynduní malbiki <strong>og</strong> hafa gert ráðfyrir að hún stafi nánast öll af slitiaf völdum nagladekkja. Vísbendingarhafa hins vegar komið framum að hluti hjólfaramyndunar ímalbiki orsakist af skriði í malbikinuvegna umferðar þungra bíla áheitum sumardögum. Ef skrið erekki tekið með í útreikningana,sem er umtalsvert, jafnvel allt að25 % af hjólfaramynduninni þarNýjar mælingar á skriði malbiks að sumri til munu varpa nýjuljósi á rannsóknir á svifryki.sem verst lætur, veldur það ofmatiá svifryksmyndun vegna nagladekkjanotkunar.Það er því afarmikilvægt að fá nákvæmari gögnum þátt skriðs í hjólfaramyndunhérlendis, ekki bara vegna svifryksmála,heldur líka til að unntverði að auka endingu malbiksmeð lágmörkun á skriði.Vonirstanda til að á næstunni verðihægt að mæla nákvæmlega hjólfaramynduní völdum sniðum ímalbiki, en með því að mæla bæðivor <strong>og</strong> haust má fá út hlutföllin ámilli skriðs að sumri til <strong>og</strong> slits aðvetri,“ segir Pétur.Mikilvægur þáttur í umhverfi okkarPétursegir að þar sem malbiksé sífellt að verða mikilvægariþáttur í umhverfi okkar leiti NMÍsífellt eftir auknum skilningi á því.„Malbik hefur ýmsa góða kostisem byggingarefni, en það hefurá sama tíma talsverð áhrif á umhverfiokkar með ýmsu móti. Eittaf viðfangsefnum NýsköpunarmiðstöðvarÍslands er að hafaáhrif á lífsgæði hér á landi meðrannsóknarstarfi <strong>og</strong> er skilningurá malbiki einmitt einn af þeimþáttum sem miðstöðin leitar aðmeð það fyrir augum að bæta það<strong>og</strong> gera það betur hæft sem hlutaaf umhverfi okkar,“ segir Pétur.Aðspurður segir Pétur að þaðværi ósanngjarnt að halda þvífram að ekki hafi verið unnið aðmalbiksrannsóknum hérlendisaf heilindum <strong>og</strong> samkvæmtbestu vitund hingað til, en hannbendir jafnframt á að forsendurfyrir hönnun malbiks hafi breystverulega í tímans rás. „Um <strong>og</strong> uppúr 1970 fóru fram umfangsmiklarmalbiksrannsóknir þar sem leitastvar við að þróa <strong>og</strong> hanna malbiksuppskriftirsem hentuðu íslenskumaðstæðum <strong>og</strong> umferð. Þaðtókst með miklum ágætum <strong>og</strong> erusumar af þeim uppskriftum semþá voru hannaðar notaðar ennþann dag í dag, þótt nýjar blöndurhafi einnig komið til sögunnarGerbreyttar forsendurMeð tíð <strong>og</strong> tíma hafa forsendurþessara rannsókna breyst verulega,sérstaklega á umferðarmeirigötum <strong>og</strong> má benda á að þættireins <strong>og</strong> umferðarmagn, þungaflutningar<strong>og</strong> loftþrýstingur ídekkjum hefur aukist verulega <strong>og</strong>valdið auknu álagi á götur. Samsetning<strong>og</strong> gerð nagladekkjanotkunarhefur einnig breyst mikiðmeð tímanum. Þá má nefna aðhugsanlega valda breytingar íveðurfari þvi að meiri hætta er áskriði í malbiki en áður. Loks mánefna að umræða um svifryk <strong>og</strong>skaðsemi þess er tiltölulega ný afnálinni <strong>og</strong> var ekki áhyggjuefni íárdaga malbiksins. Reyndar mágera ráð fyrir að í þá daga hafiallir verið himinlifandi að losnavið rykið frá malargötunum þegarmalbikið tók við.Þetta nefni ég til að undirstrikaað eðlilega verða breytingar í ytraumhverfi okkar, svo sem umferðarsamsetningu<strong>og</strong> veðurfari, svo<strong>og</strong> í efniseiginleikum <strong>og</strong> nýjungumvarðandi bik <strong>og</strong> viðbótarefni.Slíkar breytingar kalla á að þróaðarverði nýjar eða endurskoðaðarmalbiksuppskriftir til að mætaþeim ytri breytingum sem orðiðhafa, auk þess að tileinka sér nýviðbótarefni sem geta bætt endingumalbiks verulega. Jafnframtskapast forsendur til að reiknaupp á nýtt hvað sparast við þaðað kosta til e.t.v. dýrari, en endingarbetrislitlaga,“ segir Pétur.Samstarf við NorðurlöndinPétur segir að Ísland sé í svipaðristöðu <strong>og</strong> margar aðrar Evrópuþjóðirsem eru um þessar mundirað taka upp nýja prófunar- <strong>og</strong>framleiðslustaðla fyrir malbik,enda sé Ísland skuldbundið tilað nota evrópska staðla hvað þaðvarðar. „Með tilkomu nýju tækjannaá Nýsköpunarmiðstöð Íslands,auk þeirra tækja sem fyrirvoru, erum við nú mjög vel í stakkbúin til að taka þátt í evrópskumrannsóknaverkefnum um eiginleikamalbiks. Þó tel ég að áþessu stigi gæti verið skynsamlegraað stuðla að samstarfi <strong>og</strong>samanburðarrannsóknum meðhinum Norðurlöndunum sem eruí óða önn að innleiða nýju Evrópustaðlanaeins <strong>og</strong> við. SérstökNorræn “fagskugganefnd” umEvrópustaðla fyrir malbik er aðstörfum, en hana sitja helstu malbikssérfræðingará Norðulöndunum<strong>og</strong> skynjum við að það ermikill áhugi á frekara samstarfiá þessu sviði. Fjármögnun rannsóknaverkefnaer þó oft á tíðumerfiðasti hjallinn, því þótt fagleguráhugi <strong>og</strong> metnaður sé fyrir hendiþarf líka að finna leiðir til að unntverði að hrinda umfangsmiklumverkefnum af stað,“ segir Pétur.Þess ber að geta að Vegagerðin<strong>og</strong> Framkvæmdasvið Reykjavíkurtóku stóran þátt í kostun á hinumnýja tækjabúnaði NýsköpunarmiðstöðvarÍslands <strong>og</strong> einnigmalbikunarstöðvarnar Höfði<strong>og</strong> Hlaðbær-Colas. TækjasjóðurRANNÍS styrkti kaup á malbiksþjöppunni<strong>og</strong> hjólfaratækinu <strong>og</strong>Rannsóknasjóður Vegagerðarinnarstyrkir þau rannsóknaverkefnisem unnin eru á malbikssetrinuum þessar mundir.Þróun á endingarbetra malbikiMeð þessum nýja tækjabúnaði<strong>og</strong> nýju rannsóknum verður unntað fá mun betri upplýsingar en núer um skrið- <strong>og</strong> sliteiginleika mismunandimalbiksgerða. Einnigverður hægt að þróa nýjar malbiksblöndurþar sem unnið er meðmismunandi steinefni, bikgerðir<strong>og</strong> viðbótarefni sem breytur. MeðMeð tækjabúnaðinum verður hægt að þróa nýjar <strong>og</strong> hagkvæmari malbiksblöndur.
- Page 1 and 2: Heilsa, menntun og nýsköpun2010,
- Page 4 and 5: • Heilsa, menntun og nýsköpunTr
- Page 6 and 7: • Heilsa, menntun og nýsköpun-D
- Page 8 and 9: • Heilsa, menntun og nýsköpunOr
- Page 10 and 11: 10 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 12 and 13: 12 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 14 and 15: 14 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 16: 16 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 19 and 20: Heilsa, menntun og nýsköpun • 1
- Page 21 and 22: Heilsa, menntun og nýsköpun • 2
- Page 24 and 25: 24 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 26 and 27: 26 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 28 and 29: 28 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 32 and 33: 32 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 34: 34 • Heilsa, menntun og nýsköpu
- Page 37 and 38: Heilsa, menntun og nýsköpun • 3
- Page 39 and 40: 50%VIðgeFUmHUnDRUð afslátturÞÚ