Czy cement przyszłości może być przyjazny środowisku i jednocześnie tak trwały jak ten, którego używamy od lat? Zespół badawczy MSAGroup z Politechniki Lubelskiej sprawdza to w jednym z najbardziej renomowanych ośrodków badawczych na świecie – Argonne National Laboratory w USA. To efekt umowy o współpracy, którą uczelnia podpisała w kwietniu.
W skład zespołu wchodzą: dr inż. Martyna Janek, dr inż. Joanna Styczeń, dr inż. Joanna Fronczyk, dr Rafał Panek oraz prof. Wojciech Franus. Naukowcy pracują nad nowoczesnymi kompozytami cementowymi, w których część tradycyjnych składników zastępowana jest dodatkami mineralnymi – takimi jak zeolity, popioły lotne czy żużle. To badania niezwykle istotne, ponieważ produkcja jednej tony cementu wiąże się z emisją nawet tony dwutlenku węgla.
– W laboratorium Argonne mogliśmy przeprowadzić analizy niedostępne w Polsce. To ośrodek z ponad 30 unikalnymi liniami badawczymi, które wykorzystują synchrotronowe promieniowanie rentgenowskie – miliony razy silniejsze od światła słonecznego. Dzięki temu możliwe są badania zarówno powierzchni, jak i wnętrza materiałów – wyjaśnia prof. Wojciech Franus, kierownik Katedry Inżynierii Materiałów Budowlanych i Geoinżynierii Politechniki Lubelskiej.
Badacze skupili się na analizie przemian chemicznych i mineralnych zachodzących w mieszaninach cementu portlandzkiego (allitu i belitu), porowatych materiałów mineralnych (zeolitów naturalnych i syntetycznych) oraz wody. Eksperymenty prowadzono w kapilarach o średnicy zaledwie 2 mm, co wymagało wyjątkowej precyzji. Próbki o różnych proporcjach składników poddawano działaniu promieniowania rentgenowskiego, obserwując zmiany w ich strukturze.
– W pierwszych minutach i godzinach dojrzewania zaczynów cementowych powstają zarodki fazy C-S-H, które odpowiadają za wzrost wytrzymałości zapraw, betonów i tynków. Zrozumienie mechanizmów ich tworzenia pozwala projektować niskoemisyjne cementy o wysokiej trwałości. Nasze wyniki pokazują, że zeolity – w zależności od swojej struktury krystalicznej – mogą zastąpić od 15 do 30 procent tradycyjnego cementu – podsumowuje prof. Franus.
Komentarze