WBiNŚ

Utylizacja popiołów lotnych z biomasy w produkcji kompozytów cementowych

09-06-2021

Katedra Budownictwa i Inżynierii Drogowej prowadzi badania mające na celu zintensyfikowanie wykorzystania popiołów lotnych z biomasy w technologii betonu. Potrzeba praktycznego wykorzystania tego odpadu spalania paliw odnawialnych jest blisko powiązana ze strategią rozwoju branży energetycznej w naszym kraju.
W 2017 r. już 10% energii elektrycznej w Polsce powstało przy wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. Biomasa to najpopularniejszy krajowy rodzaj OZE i wciąż dynamicznie się rozwijający typ paliwa energetycznego. Zasoby popiołu lotnego z biomasy, odpadu powstałego przy spalaniu biomasy, będą jeszcze się zwiększać. Państwowe elektrociepłownie wciąż nie zakończyły procesu przystosowywania swojej infrastruktury do spalania biomasy. Co więcej, obecne regulacje prawne dotyczące utylizacji popiołu z biomasy w rolnictwie i leśnictwie powodują, że ze względu na zawartość metali ciężkich ten materiał jest w zdecydowanej większości obecnie hałdowany, a jego potencjał według nas jest marnowany. Co więcej, obecne regulacje prawne dotyczące utylizacji popiołu z biomasy w rolnictwie i leśnictwie powodują, że


ze względu na zawartość metali ciężkich ten materiał jest w zdecydowanej większości obecnie hałdowany, a jego potencjał według nas jest marnowany.
 
 


Od wejścia Polski do Unii Europejskiej do 2015 r. zużycie popiołów lotnych pochodzących ze spalania węgla kamiennego do produkcji cementu zwiększyło się o 14,4%. Wzmożony popyt na ten cenny materiał oraz stopniowe wypieranie starych technik spalania skutkuje sukcesywnym zmniejszaniem dostępnego dla branży cementowej i betonowej popiołu lotnego krzemionkowego na rynku. Jeszcze kilkanaście lat temu popiół węglowy był odbierany przez producentów betonu i cementu bez kosztowo ze składowisk elektrociepłowni. Obecnie jego ceny rosną, a branża próbuje się dostosować do nowych warunków poprzez inwestycje w instalacje uzdatniające popiół węglowy.

Uważamy, że popiół lotny z biomasy z powodzeniem może zostać wykorzystany w technologii betonu, co więcej to bardzo intuicyjny sposób utylizacji tego typu odpadów. Metale ciężkie stanowiące problem przy wykorzystaniu popiołów przy produkcji rolnej i gospodarce leśnej są skutecznie immobilizowane przez składniki stwardniałego cementu, dzięki czemu nie będą stanowić zagrożenia zdrowotnego dla społeczeństwa.

 

Co więcej, popiół lotny z biomasy może stanowić aktywny składnik spoiwa cementowego, który wpływa na zwiększenie dynamiki rozwoju wczesnej wytrzymałości kompozytu cementowego oraz zmniejsza jego nasiąkliwość. Katedra Budownictwa i Inżynierii Drogowej rozwija technologie aktywacji tego materiału. Nasze doświadczenia wskazują, że popiół z biomasy wymaga indywidualnego podejścia do procesu aktywacji, innego niż w przypadku popiołów krzemionkowych. Specjalistyczne badania mikrostrukturalne, rentgenograficzne i termograwimetryczne pozwoliły nam wytypować metody aktywacji, które wykazują

największą synergię działania między aktywatorem i popiołem.
Nasze dotychczasowe badania ukierunkowanie są na wykorzystanie popiołu lotnego z biomasy do produkcji cementowych elementów drobnowymiarowych. W toku prac uzyskaliśmy kompozyty o bardzo dobrych parametrach mechanicznych i trwałościowych, spełniające wymagania PN-EN 1338 i umożliwiające zastosowanie nawet 20% popiołu w masie spoiwa.
Nie jest to jednak jedyna ścieżka badań co do której dostrzegamy duży potencjał wykorzystania charakterystycznych właściwości popiołów z biomasy. Jesteśmy zainteresowani rozwojem technologii spoiw bezcementowych oraz tanich ekologicznych kompozytów wysokopopiołowych.
W dalszych działaniach chcielibyśmy połączyć nasze dotychczasowe doświadczenia laboratoryjne z Państwa wieloletnim doświadczeniem pracy w przemyśle. Poza standardowym zapleczem laboratoriów technologii betonu dysponujemy nowoczesnym i zaawansowanym sprzętem laboratoryjnym (m.in.: aparatura SEM, TG, porozymetr), który pozwala nam na formułowanie wnikliwych wniosków badawczych i precyzyjne określanie kolejnych kierunków prac. Wspólnie będziemy w stanie zaproponować sektorowi budowalnemu innowacyjny i konkurencyjny cenowo materiał, kompleksowo rozwiązujący istotne problemy branży energetycznej i cementowej.
Skuteczna utylizacja popiołów lotnych z biomasy może stanowić odpowiedź na wyzwania stawiane w konkursach granowych organizowanych przez krajowe ministerstwa i Komisję Europejską.

Zapraszamy do współpracy.

Kontakt

dr inż. Małgorzata Lelusz

e-mail: m.lelusz@pb.edu.pl

dr inż. Jakub Popławski

e-mail: j.poplawski@pb.edu.pl

tel.: 728-317-778


Na skróty
× W ramach naszego serwisu www stosujemy pliki cookies zapisywane na urządzeniu użytkownika w celu dostosowania zachowania serwisu do indywidualnych preferencji użytkownika oraz w celach statystycznych.
Użytkownik ma możliwość samodzielnej zmiany ustawień dotyczących cookies w swojej przeglądarce internetowej.
Korzystając ze strony wyrażają Państwo zgodę na używanie plików cookies, zgodnie z ustawieniami przeglądarki.