Beton z odpadów budzi zachwyt – sukces doktorantki z Politechniki Śląskiej

Na te i wiele innych intrygujących pytań odpowiadali 24 listopada na Politechnice Śląskiej doktoranci podczas wielkiego finałudrugiej na Śląsku edycji konkursu 3MT – Three Minute Thesis.

Musieli zrobić to szybko, bo w 3 minuty, i w sposób zrozumiały dla każdego, bo taka jest idea konkursu. Zwyciężyła Natalia Paszek z Wydziału Budownictwa i jej trzyminutowa opowieść „Geopolimer – beton XXI wieku”, dotycząca materiału budowlanego stworzonego w większości z odpadów. Prezentacja zachwyciła nie tylko jury, ale podbiła także serca widowni i tym samym doktorantka zdobyła również nagrodę publiczności.

– Jestem bardzo zadowolona i szczęśliwa. Uważam, że naprawdę warto brać udział w tego typu inicjatywach, ponieważ przede wszystkim jest to doskonała zabawa, a poza tym można się sprawdzić, czy jesteśmy w stanie w te trzy minuty opowiedzieć o swoim doktoracie. Z jednej strony wydaje się to proste zadanie, ale z drugiej strony okazuje się, że trudno jest w tak krótkim czasie zmieścić to, co chciałoby się przekazać. To wyzwane, z którym warto się zmierzyć – podkreśla tegoroczna zwyciężczyni konkursu.

W rozmowie ze ŚląskiBiznes.pl Natalia Paszek przyznaje, że geopolimery bada od dwóch lata. W tym czasie zdążyła podzielić się wynikami na konferencjach czy sympozjach. Nikt nie zakwestionował jej ustaleń. Główną różnicą w betonie XXI wieku w porównaniu do tradycyjnego jest brak cementu. Ten składnik zastępują odpady poprzemysłowe, np. lotne popioły pozostałe po spalaniu węgla w elektrowniach czy żużle wielkopiecowe.

Uzyskane geopolimery – w zależności od zastosowanej mieszanki – uzyskują wytrzymałość od 16 do 100 MPa (megapaskal), zatem podobną do betonów cementowych. Dla przykładu betony stosowane w budownictwie mieszkaniowym mają wytrzymałość rzędu 25 – 30 MPa. Bardziej wytrzymałe stosuje się np. do budowy mostów czy drapaczy chmur.

Geopolimer jest więc materiałem budowlanym o szerokim zastosowaniu. Natomiast jego produkcja jest bardziej ekologiczna, niż tradycyjnego betonu. Wytwarzanie cementu jest procesem, w trakcie którego emituje się sporo CO2 do atmosfery. Zatem rezygnacja z tego składnika zmniejsza wyziew dwutlenku węgla, jednego z podstawowych gazów cieplarnianych. Przy czym akurat korzyść w postaci zmniejszenia emisji CO2 jest przedmiotem sporów. Zwolennicy tradycyjnego betonu podnoszą, że jest to spadek rzędu 9 – 10 proc. Z kolei zwolennicy geopolimerów zapewniają że redukcja sięga nawet 80 proc.

Drugi plus geopolimeru, czyli wykorzystanie odpadów do produkcji wydaje się korzystniejszy i praktyczniejszy. Wykorzystujemy odpady, które trafiłyby na hałdy. Ogólnie rzecz biorąc do produkcji betonu XXI wieku nadają się odpady zawierające tlenki krzemu i glinu. Jeśli konkretna frakcja jest uboga w te związki, można ją wymieszać i wzbogacić dla uzyskania oczekiwanych parametrów.

Natalia Paszek mówi, że katalog odpadów branych pod uwagę stale się powiększa. - W ramach projektu współpracowaliśmy np. z Portugalią. Mają tam kopalnię wolframu. Nie mieli w ogóle pomysły na wykorzystanie odpadu powstałego po wydobyciu tego surowca. Okazało się, że odpad nadaje się do geopolimerów. U nas podejmujemy współpracę z elektrownią w Bełchatowie, a ostatnio chęć podjęcia rozmów przedstawił Tauron – mówi doktorantka.

Jeśli mówimy o materiale budowlanym, ważny jest aspekt ekonomiczny – czy produkcja będzie na tyle opłacalna, by geopolimer zdobył popularność. Natalia Paszek przyznaje portalowi ŚląskiBiznes.pl, że zrobiła bardzo uproszczoną symulację kosztów. Wynikło z niej, że produkcja polimeru jest osiem razy droższa niż tradycyjnego betonu. Przy czym doktorantka zwraca uwagę, że beton produkowany jest masowo, więc ma to wpływ na koszt. W przypadku polimeru nie ma zbudowanego łańcucha produkcji, technologii masowego wytwarzania, więc trudno mówić o koszcie realnym.

Drugie miejsce w konkursie zajęła Judyta Kruk z Wydziału Chemicznego za wystąpienie „Po drugiej stronie lustra – dobry, zły i… chromatografia”. Na trzecim miejscu uplasował się doktorant z Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Mariusz Tomaszewski, który opowiadał o „NANOwsparciu dla MIKRObohaterów”. Podczas konkursu wręczono również nagrodę inżynierską, która powędrowała do Doroty Palki z Wydziału Organizacji i Zarządzania za wystąpienie pt. „Przemysł 4.0 – szansa czy zagrożenie?”.

Finalistów oceniało jury w składzie: prof. Iwona Loewe z Uniwersytetu Śląskiego, Natalia Osica – założycielka pierwszej w Polsce agencji PR dla naukowców Science PR, dr hab. n. med. Tomasz Francuz ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego, a także prof. Andrzej Katunin oraz dr inż. Bogusław Ziębowicz z Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej.

Ogólnoświatowy konkurs 3MT z zakresu komunikacji naukowej został zapoczątkowany i opracowany przez The University of Queensland w Australii. Do tej pory był organizowany przez 600 uczelni i instytucji w 59 państwach. W Polsce, do niedawna jeszcze, konkurs Three Minute Thesis odbywał się jedynie w Łodzi i Poznaniu. Tegoroczna edycja, zorganizowana przez Centrum Popularyzacji Nauki Politechniki Śląskiej oraz samorząd doktorantów gliwickiej uczelni, była już drugą śląską edycją konkursu 3MT.

Do finału konkursu zakwalifikowało się 10 doktorantów z Politechniki Śląskiej. Każdy z nich musiał stanąć na scenie i opowiedzieć przed publicznością o swoich badaniach naukowych. Mieli na to zaledwie 3 minuty i musieli to zrobić w sposób ciekawy oraz przystępny dla szerokiego grona odbiorców – osób, które nie są naukowcami. A wszystko to przy licznym udziale publiczności, która również wybierała swojego faworyta.