Opracowanie i badania nowatorskich...... / Politechnika Lubelska

Środki finansowe przyznane przez Narodowe Centrum Nauki na realizację projektu badawczego

Lider: Politechnika Lubelska

Partner: Politechnika Warszawska

Tytuł projektu: Opracowanie i badania nowatorskich niskoprzetworzonych glinianych kompozytów budowlanych modyfikowanych biopolimerem na bazie protein

Tytuł w j. angielskim: Development and testing of innovative low-processed clay building composites modified with a protein-based biopolimer

Numer umowy: UMO-2024/53/B/ST8/04308

Okres realizacji: 01.04.2025 - 31.03.2028

Wartość projektu: 1 823 260,00 PLN

Wartość przyznanych środków: 1 823 260,00 PLN

Budżet Politechniki Lubelskiej: 824 690,00 PLN

Budżet Politechniki Warszawskiej: 998 570,00 PLN

Kierownik projektu: dr inż. Przemysław Brzyski

Słowa kluczowe: glina, kazeina, wilgotność sorpcyjna, przewodnictwo cieplne, wytrzymałość mechaniczna, zachowanie cieplno-wilgotnościowe, modelowanie cieplnowilgotnościowe

Streszczenie popularnonaukowe:

Istotą projektu jest opracowanie innowacyjnych niskoprzetworzonych kompozytów na bazie gliny, paździerzy konopnych oraz biopolimerów na bazie białek – kazeiny. Celem jest zbadanie wpływu domieszki kazeiny na wybrane właściwości mechaniczne, fizyczne i wilgotnościowe opracowanego kompozytu. Materiały na bazie niewypalonej gliny charakteryzują się niską wytrzymałością i brakiem wodoodporności. Dodatki stosowane w celu poprawy wytrzymałości i zmniejszenia chłonności wody często powodują pogorszenie innych parametrów, takich jak przepuszczalność pary wodnej. Domieszka kazeiny nie jest jeszcze dobrze rozpoznana jako modyfikator materiałów budowlanych. Planowane jest opracowanie procedury przetwarzania tej domieszki oraz sposobu jej łączenia z innymi składnikami kompozytu w celu uzyskania jak najlepszych rezultatów. Zastosowana zostanie zmienna ilość domieszki, a także zmienna ilość wody. Zbadany zostanie również wpływ zmiennej ilości paździerzy na skuteczność izolacji cieplnej i właściwości sorpcyjne. Zbadane zostaną wybrane właściwości świeżych mieszanek oraz utwardzonego kompozytu. Planowane są pomiary konsystencji, lepkości, zawartości powietrza i zdolności retencyjnej świeżych zapraw. Utwardzony kompozyt zostanie zbadany pod kątem wytrzymałości na ściskanie, rozciąganie i zginanie przy różnych poziomach wilgotności. Zbadane zostaną właściwości fizyczne i higrotermiczne, takie jak skurcz, przepuszczalność pary wodnej, krzywe sorpcji, ciepło właściwe, przewodność cieplna i podciąganie kapilarne. Mikrostruktura kompozytów zostanie scharakteryzowana poprzez rozkład wielkości porów metodą porozymetrii rtęciowej, skład fazowy metodą XRD i obserwacje za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Określona zostanie również przyczepność zapraw tynkarskich do podłoża wykonanego z opracowanego kompozytu. Wybrane parametry fizyczne badane w ramach projektu zostaną wykorzystane do wykonania symulacji numerycznej higrotermicznej ściany zewnętrznej wykonanej z opracowanego kompozytu. Symulacje zostaną skonfrontowane z laboratoryjnymi pomiarami zjawisk dynamicznych związanych z transportem ciepła i wilgoci w innowacyjnym stanowisku badawczym. Na podstawie uzyskanych parametrów zostaną opracowane modele matematyczne.