Kostka betonowa z popiołami lotnymi z biomasy to atrakcyjny wyrób i sposób na utylizację odpadu

Kostka betonowa, płytka chodnikowa, czy bloczek fundamentowy mogłyby stanowić skuteczny sposób na utylizację odpadu, jakim jest popiół lotny z biomasy. Taki produkt mógłby zawierać nawet 20 procent popiołu lotnego z biomasy – dowodzą naukowcy z Politechniki Białostockiej. Do tej pory jego potencjał w dużej mierze jest marnowany.

– Badamy wykorzystanie popiołu lotnego z biomasy do produkcji cementowych elementów drobnowymiarowych – mówi dr inż. Jakub Popławski z Katedry Budownictwa i Inżynierii Drogowej na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.

Do takich najpopularniejszych elementów drobnowymiarowych można zaliczyć powszechnie stosowaną kostkę betonową, wszelkiego rodzaju płytki chodnikowe, czy betonowe bloczki fundamentowe.

 ZOBACZ GALERIĘ (5 zdjęć)

– W toku prac uzyskaliśmy kompozyty o bardzo dobrych parametrach mechanicznych i trwałościowych, spełniające wymagania PN-EN 1338 i umożliwiające zastosowanie nawet 20% popiołu w masie spoiwa – informuje dr Popławski.

Naukowcy z Politechniki Białostockiej prowadzą badania, których celem jest wykorzystanie popiołów lotnych z biomasy w technologii betonu. Popiół lotny, powstały przy spalaniu biomasy, może stanowić aktywny składnik spoiwa cementowego, który wpłynie na zwiększenie wytrzymałości kompozytu cementowego oraz zmniejszenie jego nasiąkliwości. Katedra Budownictwa i Inżynierii Drogowej na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej rozwija technologie aktywacji tego materiału.

Czytaj także: Kierunki przyszłości na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku

– Uważamy, że popiół lotny z biomasy może być z powodzeniem wykorzystany w technologii betonu – mówi dr inż. Małgorzata Lelusz, kierownik zespołu badawczego w Katedrze Budownictwa i Inżynierii Drogowej na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. – To bardzo intuicyjny sposób utylizacji tego typu odpadów. Metale ciężkie stanowiące problem w wykorzystaniu popiołów przy produkcji rolnej oraz gospodarce leśnej, są skutecznie wiązane przez składniki stwardniałego cementu, dzięki czemu nie będą już stanowić zagrożenia zdrowotnego dla społeczeństwa.

Aktualne regulacje prawne dotyczące utylizacji popiołu z biomasy w rolnictwie i leśnictwie powodują, że ze względu na zawartość metali ciężkich ten materiał jest w zdecydowanej większości obecnie hałdowany, a jego potencjał marnowany

– Nasze doświadczenia wskazują, że popiół z biomasy wymaga indywidualnego podejścia do procesu aktywacji, innego niż w przypadku popiołów krzemionkowych popiołem – wyjaśnia dr inż. Małgorzata Lelusz. – Specjalistyczne badania mikrostrukturalne, rentgenograficzne i termograwimetryczne pozwoliły nam wytypować metody aktywacji, które wykazują największą synergię działania między aktywatorem i popiołem.

Naukowcy z Politechniki Białostockiej idą dalej w odkrywaniu charakterystycznych właściwości popiołów z biomasy oraz ich zastosowania. W swoich działaniach chcieliby połączyć swoje dotychczasowe doświadczenia laboratoryjne ze specjalistami-praktykami, przedstawicielami firm branżowych.

– Dostrzegamy duży potencjał wykorzystania charakterystycznych właściwości popiołów z biomasy – podkreśla dr Popławski. – Uważamy, że jesteśmy w stanie zaproponować sektorowi budowalnemu innowacyjny, ekologiczny i konkurencyjny cenowo materiał, jednocześnie podejmujący ważne problemy branży energetycznej i cementowej – zapowiada dr inż. Jakub Popławski i zaprasza do współpracy z Katedrą Budownictwa i Inżynierii Drogowej.

 ZOBACZ GALERIĘ (5 zdjęć)

Poza standardowym zapleczem laboratoriów technologii betonu naukowcy z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku PB dysponują nowoczesnym i zaawansowanym sprzętem laboratoryjnym (m.in. aparatura SEM, TG, porozymetr), który pozwala na formułowanie wnikliwych wniosków badawczych i precyzyjne określanie kolejnych kierunków prac.

W 2017 r. już 10% energii elektrycznej w Polsce powstało przy wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. Biomasa to najpopularniejszy typ paliwa energetycznego, a jego potencjał i zastosowanie to wciąż dynamicznie rozwijający się sektor. Dlatego należy przewidywać, że zasoby popiołu lotnego z biomasy – odpadu powstałego przy spalaniu biomasy – będą się zwiększać. Przy czym warto zauważyć, że państwowe elektrociepłownie wciąż nie zakończyły procesu przystosowywania swojej infrastruktury do spalania biomasy. Potrzeba praktycznego wykorzystania tego odpadu, który powstaje przy spalaniu paliw odnawialnych, jest powiązana ze strategią rozwoju polskiej branży energetycznej.

Do 2015 roku zużycie popiołów lotnych, pochodzących ze spalania węgla kamiennego, do produkcji cementu zwiększyło się o 14,4 procent. Wzmożony popyt na ten cenny materiał oraz stopniowe wypieranie starych technik spalania skutkuje sukcesywnym zmniejszaniem się ilości popiołu lotnego krzemionkowego na rynku. Jeszcze kilkanaście lat temu popiół węglowy był bezkosztowo odbierany przez producentów betonu i cementu ze składowisk elektrociepłowni. Obecnie jego ceny rosną, a branża próbuje się dostosować do nowych warunków poprzez inwestycje w instalacje uzdatniające popiół węglowy.

 

Kontakt i biogramy naukowców Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej:

dr inż. Małgorzata Lelusz
dr inż. Małgorzata Lelusz

dr inż. Małgorzata Lelusz
e-mail: m.lelusz@pb.edu.pl

Dr inż. Małgorzata Lelusz pracuje w Politechnice Białostockiej od 1989 r. W 2001 roku obroniła rozprawę doktorską, której tematyka dotyczyła mrozoodporności betonów cementowych. Obecnie jest pracownikiem Katedry Budownictwa i Inżynierii Drogowej oraz pełni funkcję prodziekana ds. studenckich i kształcenia na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. Zakres badań prowadzonych przez dr inż. Małgorzatę Lelusz obejmuje modyfikację składu betonów cementowych w aspekcie ich trwałości. Obecnie zajmuje się możliwością wykorzystania popiołów lotnych z biomasy drzewnej w technologii betonu. Jest autorką ponad 100 publikacji. Oprócz działalności naukowej dr inż. Małgorzata Lelusz przez wiele lat jako komisarz, organizowała wspólnie z innymi pracownikami wydziału największe w północno-wschodniej Polsce targi Forum Budownictwa.

 

dr inż. Jakub Popławski
dr inż. Jakub Popławski

dr inż. Jakub Popławski
e-mail: j.poplawski@pb.edu.pl

Dr inż. Jakub Popławski pracuje na Politechnice Białostockiej od 2018 r., uzyskał stopień doktora nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie inżynieria lądowa i transport w 2020 r. Tematyka badań prowadzonych przez dr inż. Jakuba Popławskiego dotyczy utylizacji popiołów lotnych z biomasy w spoiwach cementowych i bezcementowych. Jest autorem dwunastu publikacji dotyczących tego tematu. Był uczestnikiem prac badawczych i badawczo-rozwojowych prowadzonych z przedstawicielami przemysłu budowalnego. Interesuje się również procesem cyfryzacji branży budowlanej.

 

 

Zobacz także: Prof. dr hab. inż. Michał Bołtryk, dr inż. Katarzyna Kalinowska-Wichrowska, dr inż. Edyta Pawluczuk – Recykling gruzu betonowego [wideo]