Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z KGHM Metraco opracowali pierwsze na świecie bloczki betonowe wibroprasowane z wykorzystaniem kruszyw pomiedziowych. Dzięki swoim właściwościom mogą być wykorzystane do wykonywania podziemnych konstrukcji górniczych.

Kruszywa pomiedziowe powstają z żużli – produktu ubocznego po wytopie miedzi. Rocznie powstaje około milion ton tego surowca, wykorzystywanego do tej pory głównie w budownictwie drogowym.

Ze względu na znaczne ilości powstających żużli pomiedziowych KGHM Metraco szuka także nowego sposobu na ich zagospodarowanie. Jednym z pomysłów jest wykorzystanie ich w produkcji bloczków betonowych wibroprasowanych.

Badaniami zajęli się specjaliści z Katedry Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych na Wydziale Budownictwa Lądowego i Wodnego, a w nawiązaniu współpracy pomogli przedstawiciele Wrocławskiego Centrum Transferu Technologii.

– Naszym zadaniem było opracowanie receptur bloczków betonowych wykonywanych w technologii wibroprasowania zawierających kruszywo pomiedziowe. To bardzo innowacyjne rozwiązanie, które według naszej wiedzy w skali świata nie było jeszcze testowane. Co prawda, w wielu krajach do betonu dodaje się tego typu kruszywa, ale metody z zastosowaniem elementów wibroprasowanych nie opracował jeszcze nikt – mówi prof. Łukasz Sadowski z Katedry Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych.

Przez ostatnie miesiące prowadzony przez niego zespół testował wiele różnych mieszanek, zaczynając od projektowania analitycznego, przez etap testów laboratoryjnych, aż do prób w skali rzeczywistej.

– Testowanie receptur zaczynamy od dokładnego odważenia składników, czyli cementu, kruszywa, piasku, wody i plastyfikatora. Później wsypujemy je do mieszalnika i przygotowujemy mieszankę betonową, którą następnie odkładamy do dojrzewania. Następnie przeprowadzamy m.in. próby wytrzymałościowe, testujemy nasiąkliwość i absorbcję wody – wyjaśnia Martyna Nieświec, asystentka naukowo-dydaktyczna z Katedry Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych. – W ramach współpracy z uczelnią próbę technologiczną przeprowadzono w zakładzie Prefabrykacji Betard – dodaje.

Naukowcy podkreślają, że optymalnym sposobem wykorzystania bloczków betonowych wibroprasowanych z kruszyw pomiedziowych będą podziemne konstrukcje górnicze.

– Dlatego, że idealnym rozwiązaniem byłoby, gdyby powstające w wytopie miedzi surowce były wykorzystywane lokalnie na miejscu. Unikamy wtedy choćby kosztów transportu materiałów – tłumaczy dr inż. Paweł Niewiadomski z Katedry Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych. – To właśnie logistyka związana z transportem i przygotowaniem surowca było jednym z największych wyzwań w całym projekcie – dodaje.

To pierwsza tego typu umowa o współpracy pomiędzy KGHM Metraco i zespołem z Katedry Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych, a realizacji zlecenia badawczego towarzyszy element komercjalizacji receptur bloczków betonowych wibroprasowanych.

Firma rozważa rozpoczęcie produkcji bloczków z zastosowaniem receptury opracowanej przez naukowców z PWr i już teraz przywraca do ponownego zagospodarowania odpady i produkty uboczne powstające w procesie produkcyjnym KGHM.

Wykorzystanie żużli pomiedziowych w innych niż drogowe zastosowania ma dla KGHM Metraco bardzo duże znaczenie. Firma prowadzi obecnie kilka projektów z tym związanych. W efekcie pozwala to na ochronę zasobów naturalnych, minimalizuje koszty, chociażby transportu i pozwala na zagospodarowanie produktów ubocznych.

Projekt został zakończony w lipcu i nie jest wykluczone, że w uzgodnieniu z KGHM Metraco jego efektem będą także publikacje naukowe. Nasi naukowcy prowadzą też rozmowy o kontynuacji współpracy, w tym rozszerzeniu jej o partnerów międzynarodowych.

– Trzeba pamiętać, że nasz projekt jest przede wszystkim związany z gospodarką o obiegu zamkniętym. Dodając do betonu różnego rodzaju surowce, w tym pochodzenia odpadowego, nadajemy im nową wartość, dbając przy tym nie tylko o ekologię, ale również bardzo często wpływając pozytywnie na ekonomiczność rozwiązania – zaznacza prof. Łukasz Sadowski. – Nad takimi technologiami pracuje się na całym świecie. Na przykład w Indiach naukowcy na bazie materiałów odpadowych chcą stworzyć beton jednocześnie przepuszczający wodę i filtrujący metale ciężkie, a w Australii szuka się natomiast sposobu na wykorzystanie betonu zawierającego materiały pochodzenia odpadowego w budowie sztucznych raf koralowych – dodaje.

KGHM Metraco S.A. jest spółką z Grupy Kapitałowej KGHM Polska Miedź S.A. Zajmuje się zagospodarowaniem produktów powstających w wyniku działalności kopalń i hut, jak również odzyskiem miedzi.

Firma jest znaczącym na rynku krajowym dostawcą soli przeznaczonej do zimowego utrzymania dróg oraz największym odbiorcą złomu miedzi w Polsce. Jest także właścicielem najnowocześniejszego w Europie Magazynu Kwasu Siarkowego, uruchomionego w Porcie Szczecin. Należy do grona największych producentów kruszyw łamanych w Polsce, dostarczając surowiec m.in. na potrzeby strategicznych inwestycji drogowych w kraju.

 mic