Nad niskoenergetyczną technologią wytwarzania lekkiego kruszywa budowlanego z różnych odpadów do zastosowania w budownictwie, geotechnice czy ogrodnictwie pracują naukowcy z Białegostoku, Rzeszowa i Lublina. Projekt realizowany jest w ramach Politechnicznej Sieci VIA CARPATIA, a prace koordynuje Politechnika Lubelska.
Ograniczone zasoby surowców mineralnych możliwych do wydobycia w państwach Unii Europejskiej powodują, że ostatnio coraz większą wagę przywiązuje się do racjonalnej gospodarki surowcami naturalnymi i wykorzystania surowców wtórnych. Dziedziną przemysłu, która może stać się beneficjentem programu wspierającego rozwój nowych technologii ekologicznych, jest sektor budowlany, a jedną ze skutecznych i bezpiecznych metod zagospodarowania odpadów może być otrzymywanie spiekanych i autoklawizowanych kruszyw lekkich.
Wśród wytwarzanych odpadów występują odpady budowlane i rozbiórkowe, w których dominuje gruz betonowy. Odpady te stają się coraz większym problemem w wielu krajach europejskich i na świecie. Ze względu na dynamiczny rozwój budownictwa do 2050 roku ich ilość znacznie wzrośnie i będzie stanowić aż do 88% wszystkich odpadów. Pozostałe to tzw. osady denne powstałe wskutek sedymentacji zawiesiny w zbiornikach wodnych. Ich nagromadzenie powoduje zmniejszenie pojemności i głębokości systemów wodnych, zmętnienie oraz zanieczyszczenie wód, co przekłada się na ich jakość. Wydobyte osady powinny być zagospodarowane tak, aby nie stwarzały zagrożenia środowiska i organizmów żywych. Przeszkodą przed ich wykorzystaniem jest często duże zanieczyszczenie metalami ciężkimi i związkami organicznymi. Odpadami koniecznymi do unieszkodliwienia są także popioły. Mimo że są one inertne, posiadają jednak formę odpadu, mogą bowiem zawierać metale ciężkie. Nie mogą więc być gospodarczo użytkowane.
Mając to wszystko na uwadze, naukowcy z Politechniki Lubelskiej, Politechniki Białostockiej i Politechniki Rzeszowskiej podjęli wyzwanie opracowania niskoenergetyczej technologii przetwarzania wybranych odpadów w materiały użyteczne w ramach gospodarki o obiegu zamkniętym. Dotychczas do produkcji kruszyw lekkich stosowano najczęściej około 10–30% wagowych różnego rodzaju odpadów w masie surowcowej. Pozostałą część tworzyły naturalne surowce geologiczne (gliny pęczniejące). Innowacyjność rozwiązania przygotowanego w ramach Politechnicznej Sieci VIA CARPATIA polega na wykorzystaniu odpadów jako materiału surowcowego.
Metoda spiekania i autoklawizacji unieszkodliwiania trzech rodzajów odpadów, a więc osadów dennych, popiołów lotnych z energetyki zawodowej i spalania odpadów komunalnych oraz odpadowego gruzu betonowego, a także zneutralizowania ich w jednym procesie umożliwi otrzymanie ekologicznego i pełnowartościowego wyrobu budowlanego o szerokim zastosowaniu. Opracowanie sposobu wytwarzania nowego rodzaju kruszywa lekkiego wyłącznie z surowców odpadowych ma umożliwić uzyskanie efektu ekologicznego, czyli zagospodarowanie odpadów uciążliwych dla środowiska, oraz efektu ekonomicznego. Wytwarzanie kruszywa lekkiego nie jest bowiem obciążone kosztami pozyskania surowca naturalnego, np. gliny – tłumaczy dr hab. inż. Małgorzata Franus z Politechniki Lubelskiej, kierownik projektu.
Naukowcy zamierzają przetestować różne receptury wytwarzania kruszyw lekkich w zależności od substratów i parametrów procesowych z zastosowaniem procesu spiekania oraz autoklawizacji. Temperatura i czas spiekania, ciśnienie i temperatura pary wodnej ma decydujący wpływ na właściwości fizykomechaniczne otrzymywanych kruszyw, co przełoży się na ich funkcjonalność i gospodarcze wykorzystanie. Obniżenie i optymalizacja tych parametrów zredukuje koszty przetwarzania odpadów oraz przyczyni się do powstania funkcjonalnego i proekologicznego materiału budowlanego.
Zakres projektu obejmuje badania właściwości odpadów i optymalizację składu mieszanki surowcowej na bazie: popiołów ze spalania odpadów komunalnych, odpadów z budowy i rozbiórki oraz osadów dennych z bagrowania i rekultywacji akwenów wodnych, badania laboratoryjne otrzymywania i oceny jakości kruszyw sztucznych z odpadów, wytwarzanie kruszywa sztucznego w skali półprzemysłowej w technologii spiekania oraz w technologii autoklawizacji. Gotowy produkt będzie mógł być wykorzystany w budownictwie, geotechnice czy ogrodnictwie.
Projekt uzyskał dofinansowanie w konkursie na granty „ISKRA – budowanie międzyuczelnianych zespołów badawczych”.
AST, źródło: PRz