Popioły z biomasy pomysłem na ekologiczne budownictwo

Produkcja cementu odpowiada za 6 do 8% emisji dwutlenku węgla na świecie. Naukowcy poszukują alternatywnych materiałów budowlanych, które mogłyby ją ograniczyć. Dr inż. Piotr Prochoń z Politechniki Warszawskiej analizuje możliwość wykorzystania popiołów z biomasy.

Popiołami z biomasy badacz z PW zajął się w ramach doktoratu i to podwójnego. Stopień naukowy uzyskał na Politechnice Warszawskiej oraz w belgijskim L'Université De Liège, gdzie odbył trzyletnie studia doktoranckie.

– Zajmuję się inżynierią budowlaną, czyli ogólnie pojętym budownictwem. Interesują mnie spoiwa mineralne, które mogą posłużyć do wytworzenia materiałów budowlanych, prefabrykatów. W swoich badaniach skupiam się na materiałach alternatywnych, bazujących na produktach odpadowych bądź z recyklingu – mówi dr inż. Piotr Prochoń.

Alternatywne zastosowanie

Dotychczas popioły z biomasy, czyli takie, które otrzymujemy ze spalania odpadów rolnych czy leśnych, były wykorzystywane przede wszystkim w rolnictwie jako materiały użyźniające glebę. Naukowiec z Wydziału Inżynierii Lądowej PW chce sprawdzić potencjał ich zastosowania przy produkcji spoiw budowlanych.

– Chciałbym przede wszystkim zobaczyć, czy można zastosować popiół z biomasy jako materiał bazowy do wytworzenia spoiw alternatywnych, czy mieszanie popiołów z biomasy z konwencjonalnym popiołem pozwoli na powstanie nowego, ekologicznego materiału o polepszonych właściwościach fizyko-mechanicznych – wyjaśnia dr inż. Piotr Prochoń.

Drugim ważnym zagadnieniem jest wpływ dodatku biomasy na dany materiał budowlany – czy np. spowoduje uszczelnienie makrostruktury, a może wydłuży lub przyspieszy czas jego wiązania.

Zapanować nad popiołami

Wyzwaniem dla badacza jest brak stabilnego składu popiołów. Za każdym razem biomasa jest inna w swojej kompozycji i w składzie, zatem po wypaleniu również uzyskuje inne składy chemiczne.

– Nad tym właśnie trzeba zapanować, aby zapewnić standardy produkcji. Dana biomasa po odpowiedniej selekcji i wypaleniu przez cały czas ma spełniać te same wymogi – podkreśla dr inż. Piotr Prochoń.

Dr inż. Piotr Prochoń liczy na uzyskanie materiału bezcementowego, który będzie odznaczał się niskim śladem węglowym, a także wysoką odpornością termiczną i właściwościami osłonowymi.

Materiały budowlane, osłonowe, a może i… kosmiczne

W budownictwie popioły z biomasy nadawałaby się m.in. jako składnik szybko wiążących zapraw, zapraw murarskich, do produkcji elementów prefabrykowanych czy osłon przed promieniowaniem elektromagnetycznym w magazynach danych.

Drugim obszarem zastosowania jest medycyna. Zaprawy osłonowe wykonane z popiołów z biomasy mogłyby być wykorzystane w pomieszczeniach do radioterapii i tomografii rentgenowskiej. W przeciwieństwie do obecnie stosowanych materiałów nie mają w swoim składzie ołowiu, są znacznie łatwiejsze w utylizacji. 

A gdyby puścić wodze fantazji? – Skoro latamy w kosmos, pewnie możemy wykorzystać spoiwa alternatywne do budowania struktur na Marsie. Ziemia, która tam występuje, ma podobny skład, co badane popioły – mówi dr inż. Piotr Prochoń.

Projekt GeoShield, czyli „Zrównoważone materiały - zaprawy aktywowane alkalicznie - do szczególnych zastosowań osłonowych w budownictwie” realizują: dr. inż. Piotr Prochoń, dr inż. Maja Kępniak i dr inż. Kamil Załęgowski z Wydziału Inżynierii Lądowej PW.

Otrzymał on dofinansowanie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu „Lider XI” i potrwa do lipca 2024 r.