Innowacyjne podejście Uniwersytetu Jagiellońskiego otwiera nowe możliwości dla budownictwa, łącząc ekologię z efektywnością materiałową. Pionierskie wykorzystanie popiołów ze spalania osadów ściekowych w materiałach na bazie spoiw hydraulicznych pokazuje, jak nauka może realnie wspierać walkę z emisją CO₂. W ramach projektu Miesiąc Partnera Klastra poznaj potencjał tej przełomowej technologii.
Innowacyjna technologia wspierająca walkę z emisją CO2 – nowoczesne wykorzystanie popiołów ze spalania osadów ściekowych w materiałach na bazie spoiw hydraulicznych
W dobie intensywnych działań na rzecz ochrony klimatu i zrównoważonego rozwoju, przemysł budowlany staje przed wyzwaniem wdrażania rozwiązań ograniczających emisję dwutlenku węgla. Odpowiedzią na te potrzeby może stać się technologia opracowana przez zespół z Wydziału Geografii i Geologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, wykorzystująca popiół ze spalania osadów ściekowych (ISSA) jako innowacyjny dodatek do materiałów opartych na bazie spoiwa hyrdaulicznego, który znacząco zwiększa ich zdolność do absorpcji CO2.
ISSA to materiał pozyskiwany w procesie termicznego przekształcania osadów ściekowych, klasyfikowany jako odpad inny niż niebezpieczny. Jego unikalny skład – bogaty w krzemionkę, fosforany, tlenki żelaza oraz amorficzne fazy krzemionkowo-glinowe – czyni go wyjątkowo wartościowym surowcem wtórnym. W przeciwieństwie do tradycyjnych popiołów lotnych, ISSA oferuje nowe możliwości w zakresie aktywacji mineralnej karbonatyzacji, czyli procesu trwałego wiązania CO2 w strukturze cementu.
Proces produkcji ISSA obejmuje odwodnienie osadów, ich podsuszenie oraz spalanie w kotle fluidalnym, który zapewnia pełne spalanie materii organicznej i stabilne warunki termiczne. Dzięki temu uzyskiwany jest materiał o wysokiej czystości i powtarzalnych właściwościach, idealny do zastosowania do materiałów opartych na bazie spoiw hydraulicznych.
Opracowana technologia prowadzi do powstania materiału o zwiększonej zdolności do pochłaniania CO2 z otoczenia. W warunkach laboratoryjnych wykazano, że jedna tona takiego zaczynu może wychwycić aż 69 kg CO2, a w warunkach naturalnych – 34 kg CO2. To znaczący krok w kierunku neutralności klimatycznej w budownictwie.
Korzyści technologiczne i środowiskowe
- Efektywna sekwestracja CO2 – dzięki mineralnej karbonatyzacji, cement z dodatkiem ISSA aktywnie pochłania dwutlenek węgla, przyczyniając się do redukcji emisji gazów cieplarnianych.
- Zwiększona trwałość materiałów – karbonatyzacja prowadzi do powstawania węglanu wapnia, który uszczelnia mikrostrukturę cementu, zmniejszając jego porowatość i przepuszczalność.
- Ograniczenie wnikanie agresywnych jonów – np. chlorków, co w sprzyjających warunkach zwiększa trwałość elementów infrastruktury.
- Autonaprawa mikropęknięć – krystalizacja węglanu wapnia wspiera procesy samoregeneracji, wydłużając żywotność konstrukcji.
- Recykling odpadów – wykorzystanie ISSA wspiera gospodarkę obiegu zamkniętego, zmniejszając ilość odpadów trafiających na składowiska.
- Zmniejszenie zużycia surowców naturalnych – ISSA może częściowo zastąpić tradycyjne dodatki cementowe, redukująceksploatację zasobów.
Zastosowania praktyczne i estetyczne
Materiał kompozytowy na bazie spoiwa hydraulicznego z dodatkiem ISSA znajduje zastosowanie nie tylko jako materiał konstrukcyjny, ale również dekoracyjny. Może być wykorzystywany do wykończenia ścian, schodów, palisad czy elementów architektury ogrodowej – takich jak ławki, pergole czy donice. Sprawdzi się w pomieszczeniach o dużym natężeniu ruchu, takich jak korytarze, biura, sale konferencyjne czy siłownie, gdzie występuje zmienna wilgotność.
Potwierdzona skuteczność – wyniki badań
Eksperymenty przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych i naturalnych wykazały wyraźne zależności pomiędzy zawartością ISSA a efektywnością karbonatyzacji. W warunkach kontrolowanych (22°C, 45% wilgotności) cykliczne nawilżanie i suszenie znacząco zwiększały zawartość węglanu wapnia. Podobne efekty zaobserwowano w środowisku naturalnym, mimo zmiennych warunków atmosferycznych.
Cement przyszłości – gotowy na wyzwania klimatyczne
Technologia wykorzystująca ISSA to odpowiedź na potrzeby nowoczesnego budownictwa, które musi łączyć trwałość, estetykę i odpowiedzialność ekologiczną. To rozwiązanie, które może znaleźć zastosowanie zarówno w projektach komercyjnych, jak i publicznych, wspierając cele zrównoważonego rozwoju i neutralności klimatycznej. Centrum Transferu Technologii CITTRU Uniwersytetu Jagiellońskiego zaprasza do współpracy firmy i instytucje zainteresowane wdrożeniem oraz dalszym rozwojem tej innowacyjnej technologii. To szansa na wspólne tworzenie przyszłości, w której budownictwo idzie w parze z troską o środowisko.
Szczegółowej informacji w sprawie udzieli:
dr Renata Bartoszewicz
Broker technologii, Kierownik sekcji Transferu Technologii i Współpracy z Gospodarką
tel. 515 493 518,
renata.bartoszewicz@uj.edu.pl Centrum Transferu Technologii CITTRU, UJ
Po więcej informacji odwiedź profil Uniwersytet Jagielloński – Centrum Transferu Technologii CITTRU na Platformie Współpracy LSOS.
Materiały do powyższego artykułu zostały dostarczone przez Uniwersytet Jagielloński – Centrum Transferu Technologii CITTRU.