Trzy nowe projekty z udziałem Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej otrzymały dofinansowanie w konkursach Narodowego Centrum Nauki: OPUS28+LAP/Weave, OPUS 28, Miniatura 9
OPUS 28+LAP/Weave
Tytuł projektu: Badania nad możliwością zastąpienia asfaltu bio-materiałami z wykorzystaniem wieloczynnikowej analizy kompatybilności
Kierownik projektu: dr hab. inż. Jan Król, profesor uczelni
Wartość projektu: 2 202 156,00 zł
Mieszanki asfaltowe, jeden z podstawowych materiałów do budowy dróg, historycznie opierały się na lepiszczach bitumicznych pochodzących z zasobów nieodnawialnych, głównie ropy naftowej. Jednak obecnie rosnące zapotrzebowanie na zrównoważone praktyki w branży budownictwa drogowego podkreśliło konieczność ograniczenia stosowania produktów ropopochodnych. Coraz częściej asfalt jest modyfikowany lub częściowo zastępowany dodatkami, komponentami i materiałami pochodzenia biologicznego pochodzenia naturalnego, pochodzącymi z procesów przemysłowych.
Projekt ma na celu określenie maksymalnego dopuszczalnego poziomu zastępowania asfaltu ropopochodnego biomateriałami pochodzenia roślinnego oraz zbadanie ich wzajemnych interakcji i kompatybilności. Biomateriały, pochodzące ze źródeł odnawialnych, takich jak bio-oleje i odpadowe produkty biomasy, takie jak lignina, będą wykorzystywane jako potencjalny zamiennik tradycyjnych lepiszczy bitumicznych, modyfikatorów polimerowych i dodatków do asfaltu. Jednak ich zróżnicowane właściwości i formy stanowią wyzwanie, co wymaga dokładnego zrozumienia ich wpływu na właściwości finalnego biomodyfikowanego asfaltu.
Projekt koncentruje się na trzech obszarach badawczych: warunkach zastosowania biomateriałów, projektowaniu i wydajności, starzeniu się w długim okresie oraz trwałości biomodyfikowanego asfaltu.
Celem jest uzyskanie kompleksowego zrozumienia efektywności integracji biomateriałów z lepiszczami asfaltowymi, z uwzględnieniem kompatybilności na zidentyfikowanych poziomach badawczych w trzech obszarach i hipotezach. Współpraca Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu w Antwerpii i Politechniki Wiedeńskiej wzbogaca projekt o specjalistyczną wiedzę z zakresu technologii asfaltów, zapewniając synergię w badaniach chemicznych, reologicznych i środowiskowych. Partnerstwo obejmuje charakterystykę biomateriałów i asfaltów oraz ocenę mieszalności, właściwości mieszania i podatności na starzenie.
Wpływ tego projektu wykracza poza sferę naukową, przyczyniając się do transformacyjnej zmiany w kulturze sektora zielonych nawierzchni drogowych. Projekt ten jest pionierem holistycznego rozumienia kompatybilności biomateriałów z asfaltem, kształtując przyszłość zrównoważonego i trwałego budownictwa drogowego.
Badania będą prowadzone we współpracy z partnerami z Belgii-Flandrii i Austrii w ramach trójstronnej ścieżki LAP/Weave.
Realizacja projektu ma się rozpocząć w styczniu 2026 r. i potrwać 4 lata.
OPUS 28
Tytuł projektu: Odpowiedź dynamiczna gradientowych struktur komórkowych typu tensegrity o ekstremalnych własnościach
Kierownik projektu: dr hab. inż. Anna Al Sabouni-Zawadzka, profesor uczelni
Wartość projektu: 1 728 740,00 zł
Projekt TIGeR (Tensegrity-Inspired Graded metamateRials) jest poświęcony badaniu odpowiedzi dynamicznej gradientowych metamateriałów inspirowanych tensegrity o ekstremalnych własnościach, przeznaczonych do zastosowania w różnych systemach tłumienia drgań.
Szczególna uwaga zostanie poświęcona dwóm aspektom:
1) opracowaniu algorytmu służącego do opisu odpowiedzi dynamicznej badanych struktur komórkowych, uwzględniającego różne własności poszczególnych fragmentów gradientowej struktury;
2) badaniom laboratoryjnym próbek gradientowych struktur komórkowych typu tensegrity wykonanych w technologii druku 3D pod różnymi typami obciążenia dynamicznego.
Zakładane efekty projektu:
• opracowanie algorytmu do identyfikacji odpowiedzi dynamicznej struktur komórkowych typu tensegrity o ekstremalnych właściwościach pod obciążeniami impulsowymi;
• opracowanie minimum dwóch konfiguracji gradientowych metamateriałów typu tensegrity, przeznaczonych do konkretnych zastosowań w inżynierii lądowej, z pełną weryfikacją obliczeniową i eksperymentalną.
Realizacja projektu rozpoczęła się w lipcu 2025 r. i ma potrwać 4 lata.
MINIATURA 9
Tytuł projektu: Parametry sieci porowej wysokowartościowych wodoprzepuszczalnych kompozytów cementowych umożliwiające immobilizację zanieczyszczeń nieorganicznych (metalu ciężkiego)
Osoba realizująca działanie naukowe: dr inż. Maciej Kalinowski
Wartość projektu: 49 940,00 zł
Celem działania naukowego będzie określenie kierunku i siły wpływu parametrów sieci porowej matrycy cementowej na wydajność procesu immobilizacji metalu ciężkiego (cynku) w strukturze kompozytu.
Przedmiotem badań będą wysokowartościowe wodoprzepuszczalne kompozyty cementowe, których szkielet mineralny stanowią ziarna kruszywa (wypełniacza mineralnego) pokryte cienką warstwą matrycy cementowej.
Kompozyty te charakteryzują się otwartą strukturą porów, umożliwiającą dynamiczny przepływ płynów przez część ich objętości. Dzięki temu matryca cementowa pozostaje bezpośrednio wyeksponowana na działanie cieczy przepływających przez kompozyt w całej jego objętości.
Przeprowadzone działanie badawcze umożliwi opracowanie naukowych podstaw do nadawania wysokowartościowym kompozytom cementowym nowych funkcjonalności w zakresie poprawy warunków środowiskowych oraz jakości wód. Uzyskane wyniki eksperymentalne umożliwią identyfikację modyfikacji struktury matrycy cementowej, przyczyniających się do trwałej sekwestracji analizowanych zanieczyszczeń.
Proponowane działanie naukowe wiąże się z planowanym złożeniem projektu badawczego w konkursie organizowanym przez Narodowe Centrum Nauki SONATA/SONATINA oraz w konkursach krajowych organizowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Realizacja projektu rozpoczęła się w lipcu br. i ma potrwać rok.
