W październiku i na początku listopada jako profesor wizytująca na Wydziale Geoinżynierii przebywa doc. dr Ramunė Žurauskienė z VilniusTech. Posiada ona ogromne doświadczenie w pracy z ceramiką. W tym samym czasie do Kortowa przyjechało też dwóch doktorantów z Uniwersytetu Technicznego w Ostrawie: mgr inż. Jan Jeřábek oraz mgr inż. Radoslav Gandel. Na Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim zajmują się oni między innymi drukowaniem gliny w 3D.  

Glina ma potencjał

Dr hab. inż. Jacek Katzer, prof. UWM, kierownik Centrum Inżynierii Lądowej na Wydziale Geoinżynierii UWM, przyznaje, że w budownictwie popularne stało się drukowanie betonu. Temat ten porusza i rozwija wiele zespołów badawczych na świecie, przez co może się wydawać, że to jedyna słuszna droga.

– Na Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim staramy się podążać nieutartymi szlakami, zajmując się drukiem plastiku, a ostatnio również gliny, czyli – po wypaleniu – ceramiki. Jest to o tyle interesujące, że Polska, a w szczególności Polska północna, posiada ogrom złóż naturalnych gliny, a do celów budowlanych wystarczy nawet ta niezbyt wyrafinowana. Zastosowanie technologii druku 3D do gliny pozwala w nowy sposób spojrzeć na możliwości kształtowania wyrobów budowlanych – wyjaśnia prof. Jacek Katzer.

Naukowiec dodaje, że zastosowanie ceramiki czerwonej w budownictwie jest jak najbardziej uzasadnione, ponieważ poprawnie wypalona i użytkowana zgodnie z przeznaczeniem, jest właściwie niezniszczalna. Wystarczy tylko spojrzeć na kościoły, zamki czy mury obronne w regionie wykonane z tego materiału, by przekonać się o zasadności tego twierdzenia. Znakomitym przykładem jest chociażby zamek krzyżacki w Malborku.    

– Takie budowle jak ta w Malborku, zostały wykonane właśnie w ten sposób, tylko oczywiście metodami tradycyjnymi, jak chociażby kształtowanie cegieł. My dzisiaj produkujemy nie tylko cegły, ale również pustaki ceramiczne czy kształtki ceramiczne. Natomiast drukowanie gliny i uzyskanie później elementów z ceramiki czerwonej, pozwala nam pójść w zupełnie inne zakamarki budowlane – w zastosowania, które dotychczas nie mogły mieć miejsca z uwagi na ograniczenia technologiczne. Możemy uzyskiwać niesamowitą geometrię, co jeszcze niedawno było nie do pomyślenia. Ceramika czerwona bardzo łatwo poddaje się też recyklingowi, więc możemy ją zmielić i stosować na przykład do produkcji cementu czy betonu, a więc jest to materiał, który ma wiele zalet – wyjaśnia prof. Jacek Katzer.

Praca w międzynarodowym towarzystwie      

Wydział Geoinżynierii UWM od wielu lat współpracuje z Uniwersytetem Technicznym w Ostrawie. Tam zespół pod kierunkiem prof. Vlastimila Bíleka dopiero zaczyna specjalizować się w drukowaniu gliny w 3D. Dlatego też doktoranci przyjechali na UWM na staż, by poszerzyć wiedzę w tym zakresie, a także prowadzić inne działania naukowe.  

Mgr inż. Radoslav Gandel jest Słowakiem, a na Uniwersytecie Technicznym w Ostrawie przygotowuje rozprawę doktorską na temat materiałów aktywowanych alkalicznie (alkali-activated materials – AAM). Jest to grupa nieorganicznych, amorficznych kompozytów opartych na związkach wapnia, gliny i krzemu, które mogą stanowić alternatywę dla cementu i betonu. Interesuje się również drukowaniem w 3D polimerów, gliny i betonu.

– Badamy efekt wypełnienia objętości elementów konstrukcyjnych wydrukami w kształcie gyroidów. Stosowane przez nas wypełnienie waha się od 10 do 30 proc. Pracujemy nad tym, aby osiągnąć jak najlepsze właściwości mechaniczne, jednocześnie zmniejszając masę tych elementów. Nie jest to bezpośrednio powiązane z tematem mojej pracy doktorskiej, ale zajmujemy się też drukiem 3D, co jest dla nas bardzo ciekawe i odświeżające. Nauczyliśmy się wiele i przekonaliśmy się, jakie błędy popełnialiśmy, robiąc to na naszym uniwersytecie – mówi Radoslav Gandel.    

Mgr inż. Jan Jeřábek pisze pracę doktorską na temat betonu wysoko wartościowego przy zastosowaniu materiałów niekonwencjonalnych i także jest zainteresowany drukiem 3D betonu, gliny i plastiku.   

– Na naszej uczelni dopiero zaczynamy to wdrażać i przyjechaliśmy tutaj między innymi po to, by poszerzyć naszą wiedzę na ten temat, korzystając z wiedzy i doświadczenia prof. Jacka Katzera. Mamy nadzieję, że wrócimy do Ostrawy z konkretnymi rozwiązaniami – przyznaje inż. Jan Jeřábek.    

W wolnych chwilach doktoranci zapoznają się z Olsztynem i Kortowem, a także zwiedzają region. Obaj zgodnie przyznają, że kampus Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego zrobił na nich bardzo pozytywne wrażenie.  

– Olsztyn bardzo mi się podoba i świetnie czuję się w Kortowie – jest duże i bardzo przyjazne, przez co nie odnosi się wrażenia, by było zbyt zatłoczone czy głośne. Zwiedzaliśmy Stare Miasto i byliśmy w Malborku, a w planach mamy jeszcze odwiedzenie Muzeum Bitwy pod Grunwaldem – mówi Radoslav Gandel.

– Mnie bardzo podoba się wasze miasteczko akademickie, a zwłaszcza to, że czuć tutaj ducha dawnych czasów. Ostrawa jest stosunkowo nowym miastem i nasza uczelnia znajduje się właśnie w tej nowszej części, przez co kampus jest o wiele bardziej zatłoczony. Wspaniale, że macie tutaj do dyspozycji park i jezioro – dodaje Jan Jeřábek.  

Staż zakończy się wspólną publikacją naukową. Doktoranci wydrukowali wiele próbek, które zostaną wstępnie osuszone na Wydziale Geoinżynierii w temperaturze do 100 stopni Celsjusza, a potem zawiezione na Uniwersytet Techniczny w Ostrawie, gdzie zostaną ostatecznie wypalone.

Z naukową wizytą  

Równolegle ze stażem naukowym doktorantów z Uniwersytetu Technicznego w Ostrawie, jako profesor wizytująca na Wydziale Geoinżynierii UWM przebywa prof. Ramunė Žurauskienė z Uniwersytetu Technicznego im. Giedymina w Wilnie.  

– Pani profesor ma duże doświadczenie w pracy nad ceramiką, a zwłaszcza w wypalaniu elementów ceramicznych. Zarówno my, jak i nasi koledzy z Czech z chęcią korzystamy z jej wiedzy i doświadczenia. Zależy nam na tym, aby takie elementy były stabilne wymiarowo, co później, w kontekście ich cech mechanicznych, jest bezcenne – wyjaśnia prof. Jacek Katzer.

Prof. Ramunė Žurauskienė pracuje jako adiunkt na Wydziale Budownictwa Lądowego i Wodnego w Katedrze Materiałów Budowlanych i Bezpieczeństwa Pożarowego. Jej rozprawa doktorska dotyczyła ceramiki spiekanej, która została wyprodukowana z wykorzystaniem odpadów technogenicznych. Temat ten stał się filarem dalszych badań naukowczyni.

– Utylizacja odpadów stała się bardzo istotna w ostatnich latach, ponieważ Unia Europejska dąży do zmniejszenia ilości odpadów powstających podczas produkcji materiałów i wykorzystywania jak najmniejszej liczby surowców. Dlatego w moich badaniach wykorzystuję różne odpady w produkcji ceramiki, betonu, zapraw i mieszanek – wyjaśnia prof. Ramunė Žurauskienė.

Litewska badaczka wykorzystuje w swoich badaniach granulat szkła piankowego wytwarzany z odpadów szklanych, a także pracuje nad wykorzystaniem alg, które mogą być dodawane do zapraw dekoracyjnych stosowanych we wnętrzach budynków. Z jednym ze swoich magistrantów wykorzystała muszle ślimaków do uzyskania ceramiki. Jej doktorant pracuje też nad zwiększeniem w budownictwie roli materiałów organicznych, szybko odnawialnych. Jest to niezbędne do rozwoju budownictwa wielokondygnacyjnego.

– Cieszę się, że mam możliwość pracy na państwa uczelni, ponieważ mają państwo tutaj nie tylko piękne otoczenie i perfekcyjnie odrestaurowane budynki, ale także wspaniałą atmosferę, która sprawia, że czuję się tutaj znakomicie. Profesor Jacek Katzer był w komisji na obronie jednego z moich doktorantów i już wtedy przekonałam się, jak bystrym jest naukowcem. Jestem bardzo wdzięczna profesorowi i pozostałym pracownikom Wydziału Geoinżynierii za możliwość współpracy – mówiła w rozmowie z „Wiadomościami Uniwersyteckimi” prof. Ramunė Žurauskienė. 

Naukowcy, doktoranci i studenci z Wydziału Geoinżynierii regularnie prowadzą badania naukowe w międzynarodowym towarzystwie. Odbywa się to między innymi w ramach program Erasmus Blended Intensive Programme (BIP). W czerwcu br. Katedra Inżynierii Budowlanej i Centrum Inżynierii Lądowej zorganizowała kurs, który pogłębił wiedzę studentów z Polski, Czech, Rumunii, Słowacji i Estonii na temat historycznych i współczesnych materiałów budowlanych i technologii wykorzystywanych przy powstawaniu obiektów obronnych. 

mw

Wywiad z prof. Jackiem Katzerem o druku 3D w budownictwie, w tym drukowaniu plastiku jako materiału budowlanego można przeczytać w wywiadzie, który ukazał się w marcowym wydaniu „Wiadomości Uniwersyteckich” >>> TUTAJ.