Warstwa osłonowa z zaprawy geopolimerowej do ochrony elementów betonowych przed skutkami pożaru
Autorzy:
Mateusz Roman, Kamil Bulski
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
Mentorzy:
dr inż. Mateusz Sitarz, dr inż. Katarzyna Mróz
O projekcie:
Ekspozycja elementu betonowego na działanie pożaru powoduje gwałtowną różnicę temperatur w przekroju betonu. Parowanie wody zawartej w betonie oraz wzrost ciśnienia pary wodnej w porach betonu spowodowane wysoką temperaturą, powodują eksplozyjne zachowanie się betonu nazywane termicznym odpryskiwaniem. Przez wzgląd na bezpieczeństwo konstrukcji, stale poszukiwane są rozwiązania ograniczające ryzyko odpryskiwania.
Projekt miał na celu opracowanie ekonomicznie opłacalnej i ekologicznej alternatywy dla tradycyjnych powłok ochronnych, wykorzystując geopolimery, które są materiałami o niskiej emisji CO₂ i wysokiej odporności na ekstremalne warunki, w tym warunki pożarowe.
W tym celu zaprojektowano dwie płyty z betonu o wysokiej wytrzymałości z cementu CEM I 42,5R na kruszywie bazaltowym. Warstwę ochronną przygotowano z zapraw geopolimerowych: spienionej i niespienionej.
Płyty poddane zostały badaniom ogniowym na piecu DRAGON w celu oznaczenia głębokości odpryskiwania oraz zmian temperatur w przekroju, a na elementach badawczych wyznaczono wytrzymałości na ściskanie, zginanie oraz wykonano badanie przyczepności.
Płyta z warstwami ochronnymi wykazała odporność na odpryskiwanie podczas badania ogniowego, w przeciwieństwie do betonu nieosłonionego. Dodatkowo, na powierzchni betonu odnotowano istotnie niższą temperaturę w porównaniu z betonem bez zabezpieczenia.
Przyjęte rozwiązanie spełniło założenia i może być dalej rozwijane w celu opracowania powłok ochronnych z geopolimerów.
Co było największym wyzwaniem inżynierskim?
Głównym wyzwaniem inżynierskim w projekcie było opracowanie innowacyjnej warstwy ochronnej, która zwiększa odporność betonowych konstrukcji na wysokie temperatury i skutki pożaru a jednocześnie stanowi ekonomicznie opłacalną i ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych powłok ochronnych. Wyzwanie dotyczyło również dobrania tak składu mieszanki, aby warstwa wykazywała odpowiednią przyczepność do warstwy pierwotnej.
O autorach:
Mateusz Roman, student 4 roku Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej na kierunku Budownictwo. Aktywny członek Koła Młodych PZITB Kraków. W latach 2020 i 2021 laureat Olimpiady Wiedzy i Umiejętności Budowlanych. Członek zarządu Niezależnego Zrzeszenia Studentów Politechniki Krakowskiej kadencja 2024/2025, w ramach której organizuje wydarzenia charytatywne na uczelni.
Kamil Bulski, absolwent Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej. Posiadam doświadczenie w pracy z różnorodnym sprzętem budowlanym, co pozwala mi na efektywne zarządzanie procesami budowlanymi oraz dbanie o bezpieczeństwo i jakość wykonywanych prac. Zawsze staram się wdrażać innowacyjne rozwiązania, które poprawiają efektywność pracy, a także inwestuję w rozwój swoich umiejętności, aby w pełni wykorzystać potencjał nowoczesnych technologii w budownictwie. Dla mnie wyzwaniem w przygotowaniu pracy do Konkursu dla Młodych Inżynierów był dobór tematu, tak aby był innowacyjny ale jednocześnie możliwy do zrealizowania w określonym czasie i z dostępnych zasobów.
