Studenci badają możliwość wtórnego wykorzystania kruszyw z odpadów ceramicznych

Studenci z Koła Naukowego Budownictwa KONSTRUKTOR badają wpływ stłuczki, czyli pokruszonych sanitariatów (umywalek, bidetów, misek ustępowych, wanien, itd.) na właściwości stwardniałego betonu poprzez porównanie wyników badań próbek wykonanych w 100% na kruszywie bazowym (naturalnym) i z zastosowaniem procentowej wymiany kruszywa naturalnego na ceramikę sanitarną. Sporządzone w laboratorium próbki badają pod kątem gęstości betonu, wytrzymałości na ściskanie oraz ściskanie po wyprażaniu, a także wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu i pod kątem mrozoodporności. Młodzi naukowcy rozbudowali swój grant również o badanie modułu sprężystości.

– Planując badania zakładaliśmy, że beton zawierający stłuczkę ceramiczną będzie bardziej wytrzymały na ściskanie po prażeniu, ponieważ ceramika sanitarna jest wypalana w wysokich temperaturach – opowiada mgr inż. Natalia Gasik-Kowalska, opiekun Koła Naukowego Budownictwa KONSTRUKTOR.  – Nasze przypuszczenia potwierdziły się. We wszystkich ośmiu seriach, o różnym wskaźniku wodnocementowym oraz z różniącą się zawartością stłuczki ceramicznej, dla temperatury prażenia 750 stopni wytrzymałość na ściskanie była wyższa w porównaniu do czystego granitu  – mówi.

Zaskoczeniem okazały się wyniki wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu. Z przeprowadzonych przez studentów badań wynika, że wytrzymałość kruszywa recyklingowego nie spadała liniowo wraz ze wzrostem zawartości stłuczki – duży spadek wytrzymałości pojawił się już przy próbce zawierającej 15% stłuczki, utrzymując się na bardzo zbliżonym poziomie w próbkach z większą zawartością stłuczki.

Próbki po badaniu wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu.

W ramach grantu została przeprowadzona również analiza chemiczna wykorzystywanych materiałów recyklingowych (przy współpracy z Płockim Kołem Naukowym Chemików) oraz zbadano gęstość przygotowanych kruszyw, zarówno granitu, jak i stłuczki, a także ich odporność na ścieranie, na rozdrabianie oraz nasiąkliwość.

– Stłuczka ceramiczna cechuje się dużą nasiąkliwością. Inaczej mówiąc stłuczka pije wodę ze stworzonej mieszanki, bardzo mocno wpływając na jej konsystencję. Taka mieszanka gęstnieje, przez co staje się trudno urabialna. By rozwiązać ten problem użyliśmy superplastyfikatorów, czyli domieszek do betonu, które polepszają poprawiają konsystencję mieszanki betonowej – wyjaśnia mgr Gasik-Kowalska.

Mimo napotkanych problemów, wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają, że ze stłuczki ceramicznej można stworzyć beton o wysokiej wytrzymałości, który w przyszłości będzie  można wykorzystać m.in. do budowy fontanny podczas rozbudowy skweru studenckiego, mieszczącego się przy Gmachu Dydaktycznym Politechniki Warszawskiej Filii w Płocku. Analiza zapotrzebowania na rozbudowę skweru jest ostatnim elementem realizowanego grantu. Badanie prowadzi Koło Naukowe SONDA.