O Projekcie GEOSUMAT

Głównym celem projektu „Materiały dla gospodarki o obiegu zamkniętym – kompozyty geopolimerowe na bazie odpadów przemysłowych ze wzmocnieniem hybrydowym” jest zaprojektowanie i scharakteryzowanie nowych, przyjaznych dla środowiska kompozytów geopolimerowych (GP) na bazie odpadów przemysłowych i górniczych, idealnych do przyczynienia się do gospodarki o obiegu zamkniętym. Ponadto planowane jest hybrydowe wzmocnienie materiału w celu poprawy właściwości mechanicznych i funkcjonalnych poprzez zastosowanie szklanych minibarów, włókien bazaltowych i innych materiałów odpadowych stosowanych jako włókna lub dodatki cząsteczkowe. Zaprojektowane kompozyty GP będą przeznaczone do zastosowań w inżynierii lądowej, takich jak elementy prefabrykowane, głównie do zastosowań w środowisku morskim
i podłogi przemysłowe. Projekt ma znaczenie zarówno dla rozwoju nauki, jak i zastosowań praktycznych (przemysłowych). Propozycja projektu opiera się na najnowocześniejszej nauce i wiedzy i tworzy nową wartość dodaną dzięki współpracy międzynarodowej pomiędzy Norwegią, Islandią, Polską, Rumunią i Czechami. Konsorcjum GEOSUMAT składa się z ekspertów z instytutów naukowych posiadających wiedzę z zakresu chemii, technologii materiałowej i zagadnień środowiskowych, niezbędnych do opracowania nowych materiałów, w tym przypadku GP ze wzmocnieniem włóknem. Część badawczą zespołu uzupełniają firmy, które chcą być w awangardzie ewolucji materiałów budowlanych i przyjąć zrównoważone podejście, zastępując obecnie stosowane materiały budowlane o ograniczonej żywotności.
Siłami napędowymi rozwoju GP ze wzmocnieniem hybrydowym są:
  • Wykorzystanie lokalnych źródeł odpadów, które obecnie są składowane lub wykorzystywane w ograniczonej ilości – zwiększenie poziomu ponownego użycia i recyklingu (co najmniej o 20%) w celu wydłużenia czasu życia składowisk
  • Redukcja emisji CO2 w porównaniu do konwencjonalnego betonu cementowego (do 80%), ponieważ GP są potencjalnym zamiennikiem cementu - redukcja produkcji cementu, który odpowiada za 8% wszystkich antropogenicznych emisji CO2.
  • Wychwytywanie CO2 w GP podczas odlewania, utwardzania lub wiązania CO2 przez cały okres użytkowania – obejmujące wszystkie etapy redukcji CO2 „produkcja – utwardzanie – żywotność”.
  • Wykorzystanie lokalnych zasobów i wkład w lokalny biznes – eliminacja transportu, podkreślenie wdrażania obiegu materiałów o obiegu zamkniętym i gospodarki o obiegu zamkniętym.
  • Wspólny cel rozwiązań przyjaznych dla środowiska z naciskiem na ochronę zasobów naturalnych.
  • Zwiększona trwałość zapewnia dłuższą żywotność w porównaniu do tradycyjnie stosowanych materiałów (beton lub gazobeton autoklawizowany); opracowanie trwałego materiału o długiej żywotności, który dobrze sprawdza się w trudnych warunkach.
  • Wymiana wiedzy jest konieczna do przyspieszenia rozwoju materiałów na poziomie badań i wiąże się z szybszym przyjęciem ich w przemyśle.
Projekt będzie miał silny wpływ nie tylko na rozwój partnerów - doskonałość w nauce, ale także będzie miał znaczący wpływ na postęp dyscypliny naukowej wraz z rozwojem współpracy z partnerami przemysłowymi i absorpcją przemysłu. Najbardziej znaczącym rezultatem projektu GEOSUMAT jest baza danych lokalnie dostępnych materiałów wsadowych do produkcji geopolimerów, min. 2 próbki funkcjonalne (rozwiązanie prototypowe) i min. 1 wzór użytkowy (związany z wykonaniem próbki funkcjonalnej/prototypu rozwiązania). Ponadto projekt wykaże zdolność nowych kompozytów do uzyskania gotowych komponentów dla budownictwa przy obniżonych kosztach cyklu życia (LCC),
w szczególności: efektywności energetycznej, efektywności kosztowej, redukcji śladu węglowego, redukcji odpadów i spójności z gospodarką o obiegu zamkniętym polityka. Kompozyty mogą znaleźć zastosowanie w elementach konstrukcyjnych takich jak płyty, cegły, płyty, panele itp., przeznaczonych do stosowania w budownictwie, gdzie planuje się zaliczyć do nowych materiałów przyjaznych dla środowiska, które mogłyby być stosowane jako alternatywa dla tradycyjnych materiały.

Cele

  • Szczegółowe cele naukowe
    • Rozwój wiedzy o surowcach i surowcach wtórnych oraz ich właściwościach, szczególnie tych pochodzących z odpadów przemysłowych.
    • Lepsze zrozumienie mechanizmu projektowania składu GP z różnych surowców (prekursorów) ze wzmocnieniem hybrydowym, co umożliwi rozwój GP jako materiałów konstrukcyjnych
    • Optymalizacja procesu syntezy GP, m.in. poprzez zmianę składu prekursorów i maksymalnego rozmiaru cząstek, rozwój GP o dostosowanych właściwościach.
  • Szczegółowe cele techniczne
    • Analiza zastosowań praktycznych, w szczególności analiza i optymalizacja struktury, właściwości mechanicznych i kompozytów zaprojektowanych pod kątem użyteczności oraz ocena wstępna dla wybranych zastosowań, analizy wyzwań stojących przed nowymi materiałami, w szczególności ich potencjału do praktycznych zastosowań w trudnych warunkach z długoterminową trwałością.
    • Analiza praktycznych zastosowań surowców pozyskiwanych z lokalnie dostępnych odpadów przemysłowych lub wydobywczych
    • Porównanie GP wzmocnionych włóknami z innymi konkurencyjnymi produktami istniejącymi na rynku.
  • Szczegółowe cele społeczno-środowiskowo-gospodarcze
    • Wkład w gospodarkę o obiegu zamkniętym, w tym redukcję odpadów – możliwość wykorzystania lokalnie dostępnych odpadów przemysłowych jako surowca wtórnego do produkcji leków pierwszego kontaktu.
    • Produkcja przemysłowa GP z potencjalną sekwestracją emisji CO2, nowatorskiego materiału neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla, przyczyni się do walki ze zmianami klimatycznymi
    • Wzrost doświadczenia wszystkich uczestników projektu poprzez wymianę wiedzy

Oczekiwane rezultaty

Planowane rezultaty to min. 2 próbki funkcjonalne i min. 1 wzór użytkowy. Próbką funkcjonalną będzie wysokowydajny kompozyt do zastosowań w trudnych warunkach, w tym w zastosowaniach „na powietrzu” i pod wodą (w płytkiej wodzie słonej i słodkiej, w tym w miejscach zanieczyszczonych). Odpowiada na zapotrzebowanie na trwalsze materiały do ​​celów budowlanych w trudnych warunkach. Kompozyty mogłyby znaleźć zastosowanie na elementy konstrukcyjne takie jak nabrzeża, płyty, cegły, płyty, panele itp., przeznaczone do stosowania w budownictwie i planuje się je zaliczyć do nowych materiałów przyjaznych dla środowiska , które mogłyby być stosowane jako alternatywa dla tradycyjnych materiały posiadające jedną lub kombinację kilku z następujących właściwości:
  • Ekologiczny - wykonany z min. 50% ze strumienia odpadów pod względem składu wagowego
    (oczekiwane 80%) i opłacalności
  • Jednoosiowa wytrzymałość na ściskanie: min. 50 MPa po 28 dniach (badanie zgodnie z: EN 12390-3)
  • Wytrzymałość na zginanie: min. 8 MPa po 28 dniach (test zgodnie z: EN2390-5 i EN14651)
  • Preparat o wysokiej wytrzymałości wczesnej min. 60% wartości końcowych po 12 godzinach (utwardzanie w
    określonej/podwyższonej temperaturze)
  • Zamrażanie - rozmrażanie: utrata masy max. 0,2%, utrata wytrzymałości max. 5% po 180 cyklach
  • Odporność na temperatury od -20 do 60 stopni Celsjusza
  • Niska nasiąkliwość <5%
  • Wysoka wodoodporność > W8
  • Wysoka odporność na ścieranie
  • Bezpieczna, długoterminowa trwałość
  • Brak toksyczności
  • Odporność na agresję chemiczną: sól, chlorek, siarka

Finansowanie

Projekt jest finansowany za pośrednictwem M-ERA.Net, czyli europejskiej sieci organizacji finansujących ze środków publicznych, wspierających i zwiększających koordynację i konwergencję krajowych i regionalnych programów finansowania w zakresie badań
i innowacji związanych z materiałami i technologiami akumulatorów w celu wsparcia Europejskiego Zielonego Ładu.
Poszczególne lokalne organizacje finansujące to:
  • Norweska Rada ds. Badań Naukowych (nr 338117)
  • Islandzkie Centrum Badawcze – Rannis (2115080-0611)
  • Polskie Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (M-ERA.NET3/2021/70/GEOSUMAT/2022)
  • UEFISCDI Rumunia
  • Agencja Technologii Republiki Czeskiej (TH80020002)
Wynik osiągnięto dzięki wsparciu M.era-Net Call 2021, projektu nr 9262 i wsparciu finansowemu projektu nr 338117 Norweskiej Rady ds. Badań Naukowych .
Szukaj