Geopolimery pozwalają na redukcję emisji CO2 nawet o 80% w stosunku do betonu cementowego, do ich produkcji są wykorzystywane kruszywa i surowce odpadowe.
Od piramid po habitat na księżycu
W 1974 r. we Francji pojawiła się sensacyjna hipoteza, jakoby słynne egipskie piramidy w Gizie nie były wykonane, jak przyjmowano, z wielkich bloków kamienia transportowanych przy pomocy tysięcy ludzi, ale… z geopolimeru. Autor tej teorii dowodził prawdziwości swojej tezy w książkach o niedających wielkich podstaw do zaufania tytułach „Alchemy and the Pyramids” czy „The Pyramids. An Enigma Solved” Sprawa mogłaby wyglądać jak jedna z wielu nieprawdopodobnych historii sezonu ogórkowego, gdyby nie postać jej autora – szanowanego profesora chemii, specjalizującego się w materiałach budowlanych – Josepha Davidovitsa. Prof. Davidovits – dziś żywa legenda innowacyjnych materiałów budowlanych, jeden z najczęściej cytowanych naukowców zajmujący się geopolimerami – uważa, że piramidy wykonano ze sztucznego kamienia na bazie miękkiego i ilastego wapienia zawierającego kaolinit, który to materiał był powszechny w wadi Płaskowyżu Gizy.
Fot. Księżycowy habitat wg projektu Europejskiej Agencji Kosmicznej zakładającej druk 3D z wykorzystaniem regolitu [3]
Profesor przedstawia niezliczone dowody swojej tezy, pokazując mikroskopowe zdjęcia struktury kamieni piramid, a także odczytując hieroglificzne zapisy przedstawiające technikę fabrykacji geopolimerów, nazwaną ari-kat. Co ciekawe, prof. Davidovits nie był pierwszym naukowcem, który głosił tę tezę. Był nim ukraiński uczony Viktor Gluchovskij, który materiałami tymi zajmował się w latach 50. XX w. Gluchovskij był pierwszym autorem badającym spoiwa używane w konstrukcjach antycznego Rzymu i Egiptu. Doszedł do wniosku, że były one złożone z uwodnionych glinokrzemianów wapnia podobnych do cementu portlandzkiego, a także z faz krystalicznych analcytu, naturalnej skały, co tłumaczyłoby niezwykłą trwałość tych materiałów. Opierając się na tych badaniach Gluchovskij opracował nowy typ spoiwa (gruntosilikat, patent 1959 r.), upowszechniły się także nazwy gruntocement i geocement. Gruntocement uzyskano ze zmielonego glinokrzemianu zmieszanego z bogatymi w alkalia odpadami przemysłowymi.
Zobacz też:
Nowoczesna technologia we wzmacnianiu konstrukcji zabytkowych, czyli iniekcje geopolimerowe
Iniekcje geopolimerowe – alternatywna metoda wzmacniania gruntu
Głównym ojcem sukcesu tych materiałów oraz twórcą powszechnie stosowanej do dziś nazwy – geopolimer – jest jednak Davidovits.
Geopolimery stały się obiektem badań naukowych i przedmiotem przemysłowych wdrożeń w wielu krajach, szczególnie tych dysponujących dużymi zasobami prekursorów: naturalnego metakaolinu (np. w Australii) lub wytwarzanych w procesach przemysłowych popiołów lotnych.
W Polsce zainteresowanie tymi materiałami pojawiło się w latach 80. XX w., głównie w ośrodkach krakowskich, gdzie prof. Małolepszy i prof. Deja z AGH prowadzili pionierskie prace z materiałami aktywowanymi alkalicznie w budownictwie, drogownictwie i górnictwie. Prace związane z geopolimerami nabrały tempa w ostatnich 15 latach, kiedy to coraz szersze kręgi badaczy zaczęły się przyglądać możliwościom tych materiałów. Materiał ten stał się na tyle ważny, że już w latach 90. na świecie pracowało nad nim ponad 100 ośrodków naukowych.
Głównym apostołem geopolimeru jest dziś australijski profesor pracujący w Wielkiej Brytanii – John Provis, który szeroko bada m.in. ich technologię, procesy polimeryzacji, mikrostrukturę i który lansuje wycofanie nazwy geopolimer na rzecz alkali activated materials (AAM) – materiałów aktywowanych alkalicznie.
W dalszej części artykułu:
- Geopolimery jako ekologiczny super materiał
- Geopolimery – zastosowanie w budownictwie
 |
dr inż. Marcin Górski |
Literatura:
3. The European Space Agency, 3D printing our way to the Moon, 2019, www.esa.int 25.01.2021.
