Kostka brukowa z warstwą z betonu geopolimerowego. Innowacja z Politechniki Białostockiej może ograniczyć zużycie cementu i emisję dwutlenku węgla

Z artykułu dowiesz się:

• czym jest beton geopolimerowy
• dlaczego kostka brukowa naukowców z Katedry Budownictwa i Inżynierii Drogowej WBiNŚ PB ma innowacyjny charakter
• w jaki sposób kostka brukowa z warstwą z betonu geopolimerowego może wpływać na ochronę środowiska
• co Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej oferuje przemysłowi

 ZOBACZ GALERIĘ (7 zdjęć)

Eksperci z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej nie pierwszy raz udowadniają, że działalność badawczą można z powodzeniem materializować w praktyczne rozwiązania. Tak było i tym razem, kiedy zespół badawczy w składzie prof. dr hab. inż. Michał Bołtryk, dr inż. Natalia Stankiewicz, dr inż. Jakub Popławski oraz mgr Wioleta Rutkowska – prowadził badania nad kostką brukową na bazie spoiwa geopolimerowego.

– W wyniku realizacji tych badań powstała technologia produkcji wyrobów drobnowymiarowych na przykładzie dwuwarstwowej kostki brukowej z cienką warstwą ochronną z betonu geopolimerowego. Beton ten charakteryzuje się zdecydowanie lepszymi parametrami technicznymi i odpornością w porównaniu z betonem cementowym. Na podstawie prowadzonych badań zgłosiliśmy wniosek patentowy: „Sposób zapewnienia trwałości konstrukcjom betonowym zbrojonym oraz beton geopolimerowy w warstwie ochronnej”.

Przedmiotem wynalazku jest warstwa ochronna z konstrukcyjnego betonu geopolimerowego, która zapewnia trwałość konstrukcjom betonowym zbrojonym – wyjaśnia Dziekan Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku, prof. dr hab. inż. Michał Bołtryk.

Projekt trwał 18 miesięcy i był współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu operacyjnego Inteligentny Rozwój.

Beton geopolimerowy  – trwały, odporny i ekologiczny materiał

Jak podkreśla dr inż. Natalia Stankiewicz dwuwarstwowa kostka brukowa z geopolimerem cechuje się nie tylko dużą odpornością mechaniczną (także na ścieranie), ale można ją również zakwalifikować do najwyższej klasy odporności na warunki atmosferyczne. Naszą ambicją jest zaproponowanie przemysłowi technologii, które nie mają tylko walorów ekologicznych, ale również inżynierskie – podkreśla dr inż. Jakub Popławski.

Czy branża budowlana może już zacierać ręce? Jak okazuje się rozwiązanie tak na prawdę może dotyczyć nas wszystkich, ponieważ na upowszechnieniu ekologicznych rozwiązań zyskujemy wszyscy.

– Gazy cieplarnianie osiągnęły rekordowy poziom w historii naszej planety. Tak źle jeszcze nie było, a katastrofa klimatyczna wisi w powietrzu – ostrzega prof. dr hab. inż. Michał Bołtryk i dodaje, że w Katedrze Budownictwa i Inżynierii Drogowej Katedrze Budownictwa i Inżynierii Środowiska od ponad 30 lat trwają badania w zakresie nowych zrównoważonych technologii i wyrobów budowlanych o obniżonym śladzie węglowym, które przyczyniają się między innymi do wydłużenia cyklu życia konstrukcji i obiektów budowlanych, a tym samym do obniżenia ilości gazów cieplarnianych w atmosferze.

Ze względu na swoje walory ekologiczne projekt wpisuje się w cele określane w programach ramowych grantów krajowych i międzynarodowych, m.in. w programach dofinansowania badań rozwojowych Komisji Europejskiej. Jak podkreśla dr inż. Jakub Popławski, najbardziej wymierną korzyścią ekologiczną wynikająca z zastosowania opracowanej technologii, jest ograniczenie ilości zastosowanego cementu w porównaniu do konkurencyjnych rozwiązań.

  ZOBACZ GALERIĘ (7 zdjęć)

– Ideą tej technologii jest zastosowanie wytrzymałej warstwy wierzchniej kostki wykonanej z ekologicznych materiałów, dzięki czemu możemy zastosować więcej zamienników cementu w warstwie konstrukcyjnej poniżej. Precyzyjne liczby będą zależne od rozwiązań przyjętych przed producenta, który zdecyduje się wdrożyć nasz pomysł. Szacujemy, że ograniczy on zastosowanie cementu o około 20-30%, a emisję dwutlenku węgla o 10-20% w porównaniu ze swoją dotychczasową produkcją. W niedalekiej przyszłości, z racji na coraz bardziej restrykcyjną politykę Unii Europejskiej wobec wyceny emisji gazów cieplarnianych, może to być istotna dla zakładu produkcyjnego przewaga technologiczna – dodaje specjalista z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku.

Kostka brukowa z warstwą z betonu geopolimerowego – technologia dla przemysłu

Co to oznacza dla potencjalnych partnerów w biznesie? Jakie inne może być zastosowanie technologii betonu geopolimerowego?

– W projekcie postawiliśmy sobie za cel możliwie duży zakres utylizacji odpadu produkcji energii elektrycznej, jakim jest popiół lotny pochodzący ze spalania węgla – mówi dr inż. Jakub Popławski i dodaje, że trwają prace nad zastosowaniem w geopolimerach również innych ekologicznych dodatków, które stanowią odpady poprodukcyjne różnych gałęzi przemysłu.

– Dzisiejszy przemysł musi możliwie ograniczać ilość produkowanych odpadów lub wykorzystywać odpady produkowane w innych zakładach. To nie tylko odpowiedzialność za środowisko, ale również przewaga ekonomiczna nad konkurencją. Zagospodarowanie odpadów to współczesny i niesamowicie ważny problem do rozwiązania – podsumowuje naukowiec.

Wyzwania współczesności zaprzątają głowę naukowców z Politechniki Białostockiej. Zespół badawczy z Katedry Budownictwa i Inżynierii Drogowej, który opracował kostkę brukową na bazie geopolimeru stawia na praktyczne zastosowanie swoich badań, w dużej mierze w budownictwie.

 ZOBACZ GALERIĘ (7 zdjęć)

Wydział dysponuje nowoczesnymi laboratoriami i sprzętem, dzięki czemu możliwe jest tworzenie rozwiązań dopasowanych do potrzeb przemysłu. Firmy chętnie korzystają ze zogniskowanego tu potencjału naukowego, powierzając wykonanie specjalistycznych analiz, ekspertyz, opinii, badań chemicznych, laboratoryjnych czy w terenie. Obszarów współpracy jest naprawdę wiele. Jeśli chodzi o branżę budowlaną to przedmiotem kooperacji może być zarówno projektowanie składu mieszanek mineralno-asfaltowych, badania chemiczne materiałów budowlanych, kompleksowy recykling konstrukcji betonowych, jak i badania ruchu drogowego.

Uczelnia elastycznie reaguje na trendy i zmiany. Zwolennicy wracającej do łask architektury drewnianej mogą skorzystać z analiz i badań szkieletowych konstrukcji drewnianych, a ci, którzy zajmują się tematem energooszczędności – mogą powierzyć specjalistom z Politechniki Białostockiej  na przykład ocenę budynków niskoenergetycznych. Ile firm, tyle możliwości. Ilu naukowców, tyle świetnych pomysłów na inżynieryjne patenty.

Prof. dr hab. inż. Michał Bołtryk 

• Od 2016 roku pełni funkcję Dziekana Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. Na Państwowym Uniwersytecie Budowlanym w Moskwie uzyskał stopień doktora nauk technicznych, a następnie – doktora habilitowanego. W 2001 roku otrzymał tytuł profesora nauk technicznych.
• Specjalizuje się w technologii materiałów i procesów budowlanych. Jego liczne osiągnięcia zawodowe związane są z realizacją prac naukowo badawczych oraz projektów, opinii i ekspertyz w zakresie obiektów budowlanych.
• Autor i współautor około 200 monografii, książek i artykułów. Współautor 10 patentów w tym jednego zagranicznego. Promotor ponad trzystu prac dyplomowych magisterskich i inżynierskich, a także kilkunastu prac doktorskich. Ma na koncie wiele odznaczeń państwowych.
• W latach 1990-1993 – Prodziekan ds. Studenckich i Dydaktyki; 1993-1999 – Prorektor ds. Nauki PB. W latach 1999-2005 pełnił obowiązki Rektora Politechniki Białostockiej. Był też Rektorem PWSZ z Suwałkach.
• Poza działalnością akademicką aktywnie uczestniczy w życiu różnorodnych organizacji skupiających specjalistów budownictwa, jest m.in.: członkiem Honorowym Rosyjskiej Akademii Nauk, International Academy of Engineering, Komitetu Naukowego konferencji w Paryżu, Mińsku i Brześciu, kolegium redakcyjnego BNTU i Journal of Civil Engineering and Managament. Pięciokrotnie przewodniczył Komitetowi Organizacyjnemu Międzynarodowej Konferencji „Budownictwo sakralne i Monumentalne”.
• Obecnie pełni obowiązki Kierownika Budownictwa i Inżynierii Drogowej Politechniki Białostockiej.

Dr inż. Natalia Stankiewicz

• Pracuje na Politechnice Białostockiej od 2014 r., uzyskała stopień doktora nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie inżynieria lądowa i transport w 2019 r. Tematyka badań prowadzonych przez dr inż. Natalię Stankiewicz dotyczy ochrony materiałowo-strukturalnej konstrukcji betonowych, a dokładnie zastosowania cienkich warstw ochronnych z betonów specjalnych, w tym też betonów geopolimerowych. Jest współautorem patentu pt. „Sposób zapewnienia trwałości konstrukcjom betonowym oraz mieszanka betonowa w warstwie ochronnej”. Była uczestnikiem prac badawczych i badawczo-rozwojowych prowadzonych z przedstawicielami przemysłu budowalnego. 

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.

Mgr Wioleta Rutkowska

• Pracuje na Politechnice Białostockiej od 1999 r., obecnie jako specjalista naukowo-techniczny. Absolwentka Uniwersytetu w Białymstoku, kierunku Chemia. W Katedrze Budownictwa i Inżynierii Drogowej jest  odpowiedzialna za pracownię badań strukturalnych. Była uczestnikiem prac badawczych i badawczo-rozwojowych prowadzonych z przedstawicielami przemysłu budowalnego.

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