Wynalazek naukowców z Politechniki Częstochowskiej nie tylko pomaga zagospodarować odpady, ale stanowi też nowatorskie i ekologiczne rozwiązanie dla branży budowlanej oraz przemysłu.
Każdego roku na całym świecie powstają miliony odpadów. Tworzyw sztucznych nie można przetwarzać w nieskończoność ze względu na ich postępującą w procesie recyklingu degradację. Znaczna część produktów ubocznych spalania w przemyśle w ogóle nie ma zastosowania. Naukowcy z Politechniki Częstochowskiej blisko 3 lata szukali pomysłu na efektywne i ekologiczne wykorzystanie tego rodzaju materiałów. Odkryli, jak z takich składników zrobić lekkie kruszywo kompozytowe (CLA) i kruszywo ultrakompozytowe (UCLA). Oba innowacyjne materiały są wykonane w 100% z odpadów, ubocznych produktów spalania oraz odpadów z pokonsumpcyjnych tworzyw sztucznych.
Autorami przełomowego odkrycia są dr hab. inż. Przemysław Postawa, prof. Politechniki Częstochowskiej, mgr inż. Piotr Górak, doktorant Szkoły Doktorskiej, oraz inż. Jarosław Kret. – Pomysł zrodził się tak naprawdę z przemysłu – wspomina dr hab. inż. Przemysław Postawa. – Firmy, które spalają paliwa, np. węgiel, jako produkt końcowy otrzymują popioły o różnej frakcji. Po części da się je zastosować jako materiał budowlany lub materiał do produkcji wyrobów budowlanych. Niestety, w znaczącej części nie nadają się do dalszego zagospodarowania, zatem stają się odpadami. Odpadami, które trzeba składować. Również tworzywa sztuczne po pewnym czasie użytkowania nie nadają się do dalszego recyklingu.
Można je albo poddać spaleniu jako składnik paliwa RDF, albo – jak w tym przypadku – połączyć w jeden funkcjonalny produkt złożony wyłącznie z popiołu i odpadów tworzyw sztucznych. Specjalny proces termiczny powoduje scalenie tych dwóch substratów oraz uformowanie kruszywa o prawie kulistym kształcie i założonej granulacji. Lekkie kruszywo kompozytowe zbudowane jest z rdzenia polimerowego i otoczki wykonanej z materiału odpadowego – popiołu. Materiał ten może być wykorzystany do produkcji betonu, wyrobów betonowych lub suchych mieszanek stosowanych w budownictwie. – Takie kruszywo syntetyczne wykorzystane jako zamiennik części kruszywa naturalnego w betonie pozwala zredukować masę elementu przy równoczesnym zachowaniu projektowanych właściwości – dodaje mgr inż. Piotr Górak.
Naukowcy poszli o krok dalej i stworzyli drugi wariant swojego wynalazku – kruszywo ultrakompozytowe UCLA. – Udało się uzyskać litą strukturę przy jednoczesnym zmniejszeniu gęstości materiału. Ziarna powstałe w tym procesie są znacznie większe i puste w środku, a zatem nie ma w nich polimerowego rdzenia – wyjaśniają.
Polecamy:
>>> Kruszywa do zapraw klejących – rodzaje, wymagania, właściwości
>>> Recykling gruzu betonowego metodą bezodpadową
>>> Recykling stali wykorzystywanej w budownictwie
Inżynierowie mają już dopracowane materiały składowe kruszywa oraz gotowe próbki wykonane na zaprawach cementowych i bloczkach cementowych. Przetestowali kruszywo na wielu poziomach (m.in. pod względem zawartości metali ciężkich, właściwości wytrzymałościowych krótko- i długoterminowych). Jest to produkt bezpieczny, innowacyjny i rokujący. Daje możliwość stuprocentowego wykorzystania odpadów oraz ciepła odpadowego z innych procesów (do wytworzenia kruszywa kompozytowego potrzeba niecałe 25% energii cieplnej w porównaniu z wytworzeniem innych sztucznych kruszyw spiekanych). To produkt bardziej ekologiczny z punktu widzenia energochłonności, a co za tym idzie, ma mniejszy ślad węglowy w gotowym wyrobie. Stanowiłby zamiennik kruszyw naturalnych, pochodzących z zasobów nieodnawialnych.
Tego typu materiał może mieć zastosowanie m.in. w produkcji betonu, drogownictwie (stabilizacja, drenaże, podbudowy), ogrodnictwie (akumulacja wody, np. na dachach zielonych).
Opracowane kruszywa CLA i UCLA oraz technologie ich wytwarzania zastrzeżono w Urzędzie Patentowym Rzeczypospolitej Polskiej. Trwają rozmowy przedstawicieli Centrum Transferu Technologii Politechniki Częstochowskiej z firmami zainteresowanymi wynalazkiem, inwestorami i potencjalnymi partnerami przemysłowymi.
Opracowała Joanna Karwat
Fot. archiwum Politechniki Częstochowskiej
