Istnieje ekocement? Polscy naukowcy podjęli to wyzwanie!
Zespół naukowców z Politechniki Lubelskiej przy współpracy amerykańskich partnerów prowadzi zaawansowane badania nad innowacyjnymi kompozytami cementowymi poszukując dodatków mineralnych (zeolity, popioły lotne, żużle) mogących zastąpić główne składniki cementu.
Członkowie lubelskiego zespołu badawczego MSAGroup (profesor Wojciech Franus, dr inż. Martyna Janek, dr inż. Joanna Styczeń, dr inż. Joanna Fronczyk oraz dr Rafał Panek) przeprowadzili eksperymenty dotyczące wytworzenie nowatorskiego, ekologicznego i trwałego cementu w jednym z najbardziej prestiżowych ośrodków badawczych świata, jakim jest Argonne National Laboratory w Stanach Zjednoczonych.
– W laboratorium Argonne mogliśmy przeprowadzić pomiary, których nie jesteśmy w stanie zrobić w Polsce. To laboratorium ma ponad 30 unikalnych linii badawczych, które wykorzystują światło synchrotoronowe, czyli promieniowanie, które posiada ogromną intensywność (miliony razy mocniejszą od światła, które dociera do Ziemi ze Słońca). Światło to jest skupione w bardzo wąską wiązkę równoległych promieni. Dzięki temu możliwe są badania zarówno powierzchni, jak i wnętrza materiałów Skupiliśmy się na badaniu przemian chemicznych i mineralnych, jakie zachodzą w próbkach stanowiących mieszaniny trzech składników mineralnych: cementu portlandzkiego (allitu i belitu), materiałów porowatych (zeolitów naturalnych i syntetycznych) oraz wody – powiedział profesor Wojciech Franus, kierownik Katedry Inżynierii Materiałów Budowalnych i Geoinżynierii Politechniki Lubelskiej.
Polscy specjaliści przeprowadzali eksperymenty w kapilarach o średnicy 2 milimetrów, co wymagało ogromnej precyzji i specjalnej techniki w przygotowaniu materiałów do badań. W każdej rurce znajdowały się inne proporcje między analizowanymi składnikami. Tak przygotowane próbki umieszczano na linii pomiarowej, gdzie robiono zdjęcia rentgenowskie, obserwując zmiany w składzie mineralnym powstających produktów.
W pierwszym etapie eksperymentu rejestrowano zmiany zachodzące co pięć minut, a następnie co godzinę przez 2 doby. Lubelskich naukowców szczególnie interesowały produkty mineralne, tworzące się w pierwszych minutach i godzinach dojrzewania zaczynów cementowych, gdyż właśnie wtedy kształtuje się struktura substancji, bezpośrednio wpływająca na wzrost wytrzymałości kompozytów cementowych, co jest bardzo pomocne w projektowaniu składu mineralnego niskoemisyjnych cementów.
Zdaniem profesora Wojciecha Franusa przeprowadzone eksperymenty wykazały jednoznacznie, że wykorzystywane w badaniach zeolity (grupa naturalnych i syntetycznych minerałów o porowatej, krystalicznej strukturze) w zależności od ich typu, mogą stanowić zamiennik cementu w wymiarze od 15 do 30 procent, co stanowi bardzo obiecujący wynik w procesie tworzenia nowoczesnych, trwałych i ekologicznych kompozytów cementowych.
Źródło: Politechnika Lubelska
Czytaj też: GARD-EN – domowy ogród sterowany technologią. Studencki wynalazek może stać się hitem
Grafika tytułowa: Troy Mortier / Unsplash
