Uszlachetnić za pomocą śmieci

Z wyglądu przypominają zwykłe cegły, rozmiarem nieco większe od tych najbardziej tradycyjnych. Bloczki silikatowe, czy szerzej silikaty, to produkty, które powstają w wyniku wymieszania wapna, piasku i wody. - Formuje się je w czasie procesu autoklawizacji. W uproszczeniu chodzi o obróbkę materiału parą wodną pod dużym ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, która dochodzi do 200 stopni Celsjusza. Potem produkty powinny jeszcze przez kilka dni "poleżakować" - wyjaśnia doktorantka Milena Nowek z Politechniki Świętokrzyskiej. Szczególnie dużo takich wyrobów jest właśnie w regionie świętokrzyskim. Powód dosyć oczywisty - bliska dostępność dobrej jakości surowca, m.in. piasku o odpowiedniej zawartości krzemionki, ale i wielkości ziaren.

Tego typu budulec w okolicy Kielc wytwarza się już od ponad stu lat. Jest popyt, bo to produkt stosunkowo niedrogi i bardzo dobry pod względem jakościowym. Dzięki odpowiedniej geometrii porów jest on mrozoodporny, co jeszcze do niedawna, gdy mieliśmy prawdziwe zimy w Polsce, było istotne. Woda zawarta w bloczkach tak się rozmieszcza, że nawet w bardzo niskich temperaturach ich nie rozsadza. O tym, jakie to ważne, wie każdy kierowca samochodu jeżdżący po polskich drogach wiosną - wtedy moment nieuwagi może się skończyć wjechaniem w minikrater i wymianą amortyzatorów.

Ważną zaletą silikatów jest także to, że dobrze tłumią dźwięki. To wynika z ich dużej gęstości. Wreszcie, co równie istotne, jest to produkt wytrzymały, charakteryzujący się stosunkowo niską nasiąkliwością - m.in. dlatego można stosować go do budowania piwnic.

Wyliczając plusy tego budulca, nie można zapomnieć o tym, że jest on ekologiczny. - Jest to produkt, który praktycznie nie jest promieniotwórczy. Być może brzmi to dla wielu jak herezja, ale promieniowaniu jesteśmy w niewielkim stopniu poddawani cały czas. Jest ono naturalne - w pewnym sensie promieniuje cała planeta. W silikatach są śladowe ilości radu, potasu i toru. I to jest mniej niekorzystne niż zdecydowana większość innych surowców budowlanych - wyjaśnia doktor habilitowany Ryszard Dachowski.

Ale i te całkiem niezłe właściwości silikatów udało się dwójce naukowców z Kielc jeszcze... poprawić. Wszystko dzięki "zastosowaniu regranulatu polistyrenu wysokoudarowego jako dodatku w wyrobach z masy silikatowej". W olbrzymim uproszczeniu chodzi o dosypanie w trakcie procesu wytwarzania silikatów odpowiedniego rodzaju odpadków, które powstają w czasie recyklingu tworzyw sztucznych. - Zastanawialiśmy się, jak poprawić właściwości bloczków, tak by były jeszcze bardziej trwałe. Będzie można budować konstrukcje wyższe bądź głębiej posadowione - opowiada Milena Nowek. - Surowiec, którego szukaliśmy, musiał mieć wysoką wytrzymałość, być lekki i szeroko dostępny. No i oczywiście niezbyt drogi, tak by cena produktu końcowego znacznie nie wzrosła - dodaje inżynier.

W trakcie procesu badawczego kieleccy naukowcy ściśle współpracowali z jednym z zakładów z Grupy Silikaty - czołowego producenta tego typu cegieł w Polsce. Próby przeprowadzali bezpośrednio w zakładzie. - Podczas naszych eksperymentów sprawdzaliśmy różne tworzywa. Od czterech lat powtarzamy badania, bo chcemy być pewni, że właściwości, które uzyskaliśmy, są powtarzalne w procesie produkcji w skali przemysłowej. I wydaje się, że uzyskaliśmy taki efekt - stwierdza mgr inż. Nowek.

Nowatorskie bloczki są znacznie bardziej trwałe. O ile tradycyjne produkty tego typu mają wytrzymałość ok. 20 megapascali, o tyle kielecka innowacja pozwala na wytwarzanie bloczków prawie trzy razy trwalszych (54 megapascale). Dzięki dodaniu HIPS (High Impact Polystyrene - powtórnie używane elementy tworzyw sztucznych, m.in. obudowy lodówek czy mebli) nowe cegły chłoną także znacznie mniej wody. Przy budowie piwnic czy np. garaży podziemnych jest to bardzo istotne - w ten sposób zmniejsza się wilgotność w tych pomieszczeniach.

W tym wynalazku (innowatorzy wysłali zgłoszenie patentowe, teraz czekają na odpowiedź z Urzędu Patentowego) kluczowa wydaje się wspominana już bliska współpraca naukowców z przemysłem. - Rozmawiamy często z dyrektorem zakładu, który stwarza nam możliwość produkcji partii eksperymentalnych. I on nam zwrócił uwagę, że nasz produkt musi być nie tylko innowacyjny, ale również korzystny pod względem ceny - mówi prof. Dachowski. Przy badaniach sprawdzających jakość wyrobu na tradycyjnej prasie wytrzymałościowej byli także obecni technolodzy z zakładu. Ale sprawdzano je również w bardziej oryginalny sposób. - Swego czasu zostawiłam na kilka dni bloczki zanurzone w wodzie. Co ważne, środek pozostał suchy. To oznacza, że jest to produkt znakomicie nadający się m.in. do tworzenia fundamentów, pod które może podchodzić woda - stwierdza Milena Nowek.

Patrząc na bloczki w ziemi z wysokości gabinetów na wyższych piętrach, można dużo mówić o pięknie nauki i o tym, że tworzenie wynalazków daje niesamowitą satysfakcję. Ale tak naprawdę to, czy dana innowacja odniesie sukces, czy nie, czy jest ważna, czy nie, zależy od jednej prostej rzeczy - komuś musi się to opłacać, ktoś musi na tym zarobić. W wypadku bloczków silikatowych rodem z Kielc naukowcy mocno wzięli sobie do serca wytyczne praktyków - finalny produkt jest droższy zaledwie o kilkanaście procent od swoich konkurentów o gorszych właściwościach. Wydaje się więc, że po uzyskaniu patentu na polskim rynku budowlanym może się pojawić nowatorski produkt wymyślony przez rodzimych inżynierów.

@RY1@i02/2016/092/i02.2016.092.000003200.802.jpg@RY2@

Łukasz Zarzycki

Prof. Ryszard Dachowski i doktorantka Milena Nowek z Politechniki Świętokrzyskiej

Eureka! DGP

@RY1@i02/2016/092/i02.2016.092.000003200.103.jpg@RY2@

Trwa trzecia edycja konkursu "Eureka! DGP - odkrywamy polskie wynalazki", do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 47 nadesłanych przez 15 uczelni oraz 35 zgłoszonych przez 23 instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Konkurs zostanie rozstrzygnięty pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki - firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora

Maciej Miłosz