Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of granulated rubber from waste tires on ASR expansion, microstructure, and mechanical properties of mortars

Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria, Nowicki Dominik, Denis Piotr, Osial Magdalena, Fantilli Alessandro P.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2025

|

Vol. 24, no. 3

319--330

EN

The paper presents the results of research on the effect of partially replacing the sand fraction in cement mortar mixes with granulated rubber (GR) from waste tires on the potential for alkali–silica reaction (ASR) occurrence. ASR is a significant durability issue in cement-based composites, which can lead to substantial expansion and cracking in these materials. The study also analyzed the influence of rubber aggregate on the mechanical properties of mortars, particularly compressive and flexural strength, as well as on the microstructure of the mortars. Additionally, the impact of NaOH on the properties of granulated rubber aggregate was evaluated. Reference mortars were prepared using moderately reactive sand (R1) and highly reactive sand (R3), while in the experimental mixes, rubber aggregate was used as a volumetric replacement for a specific sand fraction at levels of 15% and 30%. ASR-related expansion tests were conducted in accordance with the RILEM AAR-2 guidelines. The results showed that partially replacing sand with rubber aggregate effectively reduced ASR-induced expansion, likely due to the rubber’s ability to absorb stress and restrict moisture migration, thereby mitigating the reaction. However, the use of rubber aggregate also led to a decrease in both compressive and flexural strength, which is a typical effect when introducing elastic materials, such as rubber, into cementitious mixes. The findings highlight the potential of granulated rubber from waste tires recycled as a sustainable additive in cement-based materials to control ASR, especially in structures exposed to aggressive environmental conditions. Additionally, the use of this type of aggregate aligns with the principles of the circular economy by utilizing rubber waste and simultaneously delivering both environmental and performance benefits.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu częściowego zastąpienia frakcji piasku w mieszankach zapraw cementowych recyklingowym kruszywem gumowym na potencjał występowania reakcji alkalia-krzemionka (ASR). ASR jest istotnym problemem trwałości w kompozytach o matrycy cementowej, ponieważ może prowadzić do znacznego pęcznienia i spękań w tych materiałach. Analizowano również wpływ kruszywa gumowego na właściwości mechaniczne zapraw, w szczególności na wytrzymałość na ściskanie i zginanie, oraz na mikrostrukturę zapraw. Dodatkowo przeanalizowano oddziaływanie NaOH na właściwości kruszywa gumowego. Zaprawy referencyjne przygotowano z użyciem umiarkowanie reaktywnego piasku (R1) i wysoko reaktywnego piasku (R3), natomiast w mieszankach eksperymentalnych zastosowano kruszywo gumowe jako zamiennik objętościowy określonej frakcji piasku w ilościach 15% i 30%. Badania rozszerzalności związanej z ASR przeprowadzono zgodnie z wytycznymi RILEM AAR-2. Uzyskane wyniki wykazały, że częściowe zastąpienie piasku kruszywem gumowym skutecznie ograniczało ekspansję wywołaną ASR, prawdopodobnie dzięki zdolności gumy do pochłaniania naprężeń oraz ograniczania migracji wilgoci, co w konsekwencji łagodziło reakcję. Zastosowanie kruszywa gumowego prowadziło jednak do obniżenia wytrzymałości na ściskanie i na zginanie, co jest typowym efektem wprowadzania do mieszanek materiałów elastycznych, takich jak guma. Wyniki badań podkreślają potencjał recyklingowego kruszywa gumowego jako zrównoważonego dodatku do materiałów cementowych, umożliwiającego kontrolowanie reakcji alkalia-krzemionka, zwłaszcza w konstrukcjach narażonych na agresywne warunki środowiskowe. Dodatkowo wykorzystanie tego rodzaju kruszywa wpisuje się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym, poprzez zagospodarowanie odpadów gumowych i jednoczesne przynoszenie korzyści środowiskowych oraz użytkowych.

2

Physical properties and microstructure of bitumen with high content of ground tire rubber

Zienkiewicz Julia, Szydłowski Cezary, Wang Shifeng, Formela Krzysztof

Polimery

|

2025

|

Vol. 70, nr 1

11--18

EN

In this work, ground tire rubber (GTR) was thermo-mechanically devulcanized in the planetary extruder and subsequently was used for preparation of bitumen modified with ground tire rubber (20–40 wt%). The physical and processing properties of prepared materials were characterized based on penetration, softening point and melt flow rate measurements. Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and volatile organic compounds’ emission level were used for assessment of interfacial interaction between GTR and bitumen.

PL

W prezentowanej pracy rozdrobnione opony samochodowe poddano dewulkanizacji termo-mechanicznej w wytłaczarce planetarnej, a następnie użyto do wytworzenia asfaltu modyfikowanego gumą (20–40% mas.). Właściwości fizyczne i przetwórcze otrzymanych materiałów scharakteryzowano na podstawie pomiarów penetracji, temperatury mięknienia oraz masowego wskaźnika szybkości płynięcia. Do oceny oddziaływań pomiędzy gumą a asfaltem zastosowano spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera, skaningową mikroskopię elektronową, analizę termograwimetryczną oraz pomiary zawartości lotnych związków organicznych.

3

Waste tire-based pyrolysis for synthetic fuel and study of its properties

Khurmamatov Abdugaffor M., Akhmedova Kumush Sh., Sidikov Giyosiddin O., Xudoyberganov Abror A.

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 6

389--396

EN

Thermal pyrolysis of waste tires is an economically viable industrial method for material recovery and energy production. This article presents the results of research on the processing of used car tires by the pyrolysis method in a nitrogen-free environment under atmospheric pressure. Tires sourced from a local vulcanization center were used as raw material. The pyrolysis process was conducted using an experimental setup consisting of a pyrolysis reactor, a collector for gases and liquids, and a condenser. For the experiment, 4180 g of tire fragments were used. The process was carried out at a temperature of 500°C and atmospheric pressure for one hour. As a result, 1800 ml of pyrolysis oil, 1320 g of carbon black, 600 g of metallic cord, and 630 g of pyrolysis gas were obtained. The physical properties of the pyrolysis oil were studied: the density was 0.906 kg/m3 , the kinematic viscosity was 0.75 mm2 /s, and the acidity was 104.4 mg/dm3 . Infrared spectroscopy analysis of the oil revealed the presence of aromatic, alkene, and alkyne groups. Liquid fuel was obtained from the pyrolysis oil using a distillation unit. From 150 ml of pyrolysis oil, 60 ml of liquid fuel was produced. Elemental analysis indicated that the pyrolysis oil contained nitrogen (2.57%) and sulfur (1.27%).

PL

Piroliza termiczna zużytych opon stanowi ekonomicznie opłacalną metodę przemysłową odzysku surowców i produkcji energii. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań nad przetwarzaniem zużytych opon samochodowych metodą pirolizy w środowisku pozbawionym azotu pod ciśnieniem atmosferycznym. Jako surowiec wykorzystano opony pozyskane z lokalnego zakładu wulkanizacyjnego. Proces pirolizy przeprowadzono z wykorzystaniem stanowiska eksperymentalnego składającego się z reaktora pirolitycznego, zbiornika na gazy i ciecze oraz skraplacza. Do eksperymentu użyto 4180 g fragmentów opon. Proces prowadzono w temperaturze 500°C i przy ciśnieniu atmosferycznym przez jedną godzinę. W wyniku pirolizy uzyskano: 1800 ml oleju pirolitycznego, 1320 g sadzy technicznej, 600 g metalowego wzmocnienia kordowego oraz 630 g gazu pirolitycznego. Przeprowadzono badanie właściwości fizycznych oleju pirolitycznego: gęstość wyniosła 0,906 kg/m3 , lepkość kinematyczna – 0,75 mm2 /s, a kwasowość – 104,4 mg/dm3 . Analiza oleju wykonana metodą spektroskopii w podczerwieni wykazała obecność grup aromatycznych, alkenowych i alkinowych w jego strukturze. W wyniku destylacji oleju pirolitycznego uzyskano paliwo ciekłe. Z 150 ml oleju otrzymano 60 ml paliwa. Analiza elementarna wykazała, że olej pirolityczny zawierał azot (2,57%) oraz siarkę (1,27%).

4

Improving the quality of tyre char as part of a closed-loop economy

Januszewicz Katarzyna, Barczak Beata, Kazimierski Paweł

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2025

|

Vol. 32, nr 1

99--111

EN

The escalating accumulation of waste tyres necessitates the formulation of robust and economically sustainable waste management strategies. In response to this pressing concern, pyrolysis has emerged as a pivotal technology for tyre recycling, affording valuable by-products including charcoal, pyrolysis oil, and pyrolysis gas, contingent upon specific process parameters. Of particular significance is the valorisation of the solid fraction resulting from tyre pyrolysis, which holds promise for the reintroduction of this raw material into various production processes. This study explores three distinct processes aimed at enhancing the quality of carbonaceous materials: (1) heat treatment, which results in the remarkable reduction of volatile fractions by up to 94 %; (2) zinc leaching using a 20 % NaOH solution, achieving 59 % zinc extraction for potential electrochemical recovery; and (3) sulphur binding through CaCO3 washing, effectively capturing 95 % of the sulphur content and mitigating SOx emissions. The paper comprehensively outlines the advantages and limitations of these proposed solutions, while providing an in-depth evaluation of potential applications for charcoal based on the specific treatment methods used. The findings presented herein make a substantial contribution to the advancement of sustainable techniques for the valorisation of waste tyres, thereby bolstering environmental conservation efforts and fostering resource efficiency within industrial applications.

5

Możliwości wykorzystania zużytych opon w indywidualnych osłonach balistycznych

Chmura Tomasz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2024

|

R. 53, z. 169

115--128

PL

Rozwój motoryzacji i transportu samochodowego są źródłem dużej ilości odpadów. Jednym z nich, trudnym i kosztownym do zagospodarowania, są zużyte opony. Ich nagromadzenie i składowanie wiąże się z poważnymi zagrożeniami dla środowiska. Jest też inspiracją do poszukiwań nowych obszarów, gdzie odpady te mogłyby znaleźć zastosowanie. W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na przekłucie (nożoodporności) próbek wykonanych z trzech warstw różnych rodzajów zużytych opon z samochodów osobowych, zgodnie z normą NIJ Standard–0115.00: Stab Resistance of Personal Body Armor. Próbki spełniły wymagania jedynie pierwszego poziomu odporności w przypadku ostrza imitującego duży nóż wojskowy. Badania odporności na wyższych poziomach oraz innych ostrzy dały wynik negatywny. Możliwość potencjalnego wykorzystania materiałów pochodzących ze zużytych opon w indywidualnych osłonach chroniących przed przekłuciem bronią białą jest mocno ograniczona.

EN

Development of motorisation and car transport is a source of large amounts of waste. Tyres waste is difficult and expensive for utilisation. Its aggregation and storing poses a serious problem to the environment. It also is an inspiration for searching new areas where the waste could be used. The paper presents results of tests on stabbing (knife resistance) for samples prepared with three layers of different types of used car tyres according with standard NIJ Standard–0115.00: Stab Resistance of Personal Body Armor. The samples met the requirements only for the first level of resistance in the case of an edge imitating a large military knife. Testing the resistance on higher levels and for other edges ended with a negative result. Therefore, a possibility for potential application of materials originating from the used tyres in individual armours protecting against stabbing by the white weapon is significantly limited.

6

Rubber devulcanization in the planetary extruder : processing and structure

Zienkiewicz Julia, Karczewska Maja, Wang Shifeng, Formela Krzysztof

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 6

357--361

EN

Thermo-mechanical devulcanization process of ground tire rubber (GTR) in a planetary extruder was investigated. The rheological properties of reclaimed rubber (rGTR) were studied using a Mooney viscometer and a rubber processing analyzer (RPA). Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM) were used to determine reclaimed rubber structure. Increasing the scale of the devulcanization process (from 0.5 to 4 kg/h) resulted in a deterioration of the processing properties, which in the case of partially devulcanized rubber can only be determined using an RPA rheometer.

PL

Zbadano proces termo-mechanicznej dewulkanizacji zmielonych opon samochodowych (GTR) w wytłaczarce planetarnej. Właściwości reologiczne regeneratu gumowego (rGTR) oznaczono za pomocą wiskozymetru Mooney’a i reometru bezrotorowego (RPA). Do oceny struktury regeneratu gumowego stosowano spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) i skaningową mikroskopię elektronową (SEM). Zwiększanie skali procesu dewulkanizacji (z 0,5 do 4 kg/h) skutkowało pogorszeniem właściwości przetwórczych rGTR, które w przypadku częściowo zdewulkanizowanej gumy można oznaczyć jedynie za pomocą reometru RPA.

7

Use and environmental impact of substitute fuels in the iron ore sintering process

Nowak Martyna

Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze

|

2024

|

Vol. 68, No. 6

art. no. 1

EN

The aim of the article is to present the results of the conducted research considering the application of substitute fuels in the iron ore sintering process and determination of RDF (Refuse Derived Fuel) potential as a substitute for part of the coke breeze in the sintering process. The tested substitute fuels were: biochars from sawmill sawdust, woodchips and sunflower husks, chars from waste car tires and “Blue Coal”. The results show, that there is a possibility to replace a part of the coke breeze in the sintering process with these substitute fuels. Thanks to the substitute fuels, it is possible to obtain higher production efficiency, better sinter strength and lower CO2 and SO2 emissions. The tests were performed in a unique semi-industrial installation to simulate the sintering processes equipped in an innovative exhaust gas neutralization system. The article also presents potential perspectives for Refuse Derived Fuels application in the sintering process. The metallurgical industry is constantly seeking for a new fuels, in order to meet the requirements of the European Green Deal in the field of circular economy and industry decarbonization.

PL

Celem publikacji jest przedstawienie wyników przeprowadzonych badań dotyczących zastosowania paliw zastępczych w procesie spiekania rud żelaza, a także określenie potencjału RDF (Refuse Derived Fuel) jako zamiennika części koksiku w procesie spiekania rud żelaza. W badaniach wykorzystano paliwa zastępcze takie jak: biowęgle z trocin, zrębek drzewnych i łusek słonecznika, karbonizaty z odpadów opon samochodowych oraz „Błękitny Węgiel”. Wyniki pokazują, że istnieje możliwość zastąpienia części koksiku wykorzystywanego w procesie spiekania, wymienionymi paliwami. Dzięki zastosowaniu paliw zastępczych możliwe jest osiągnięcie wyższej wydajności procesu, lepszej wytrzymałości spieku oraz obniżenie emisji CO2 i SO2. Testy zostały przeprowadzone w unikalnej instalacji w skali półtechnicznej do symulacji procesu spiekania, wyposażonej w innowacyjny system neutralizacji spalin. W artykule przedstawiono również potencjalne perspektywy wykorzystania RDF w procesie spiekania. Przemysł metalurgiczny stale poszukuje nowych paliw, w celu spełnienia wymagań Europejskiego Zielonego Ładu w zakresie gospodarki o obiegu zamkniętym oraz dekarbonizacji przemysłu.

8

Czy warto palić w piecu zużytymi oponami?

Kubik Andrzej

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2024

|

nr 6

PL

Na pozór proste pytanie o odzysk energii z zużytych opon samochodowych nabiera głębi i rozmaitych odcieni w zależności od tego, komu zostanie postawione. Inaczej brzmi ono w uszach producentów cementu, a inaczej w uszach recyklerów opon – choć punktów widzenia jest zapewne więcej, gdyż w tej kwestii mają coś do powiedzenia zarówno producenci opon, jak i ekolodzy, przedstawiciele gospodarki komunalnej oraz organy państwa tworzące w tym zakresie prawo.

9

Experimental investigation into the properties of crumb rubberized concrete incorporating corrugated round steel fibers

Ghoniem Amr, Aboul Nour Louay

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e100, 2024

EN

This paper presents an experimental study on how crumb rubber particles from waste tires and corrugated round steel fibers affect the mechanical behavior of concrete. In addition to the standard plain mix and five combinations of mixes composed of 0.5%, 1.0%, and 1.5% ratios, three steel fiber and crumb rubber mixes, 0.5%, 1.0%, and 2.0% weight of sand, coarse aggregate, cement, and silica fume were evaluated. The percentage of silica fume that replaced the weight of the cement in this study was 8%. The fresh properties of the 12 mixtures in terms of slump and density were studied. After 28 days of curing 36 cubes, 36 cylinders, and 12 prisms, the hardened properties were determined by evaluating the mean compressive, split, and flexural strengths. The results indicate that a synergetic effect is observed for the combination of crumb rubber and corrugated round steel fibers to improve the fresh and hardened properties of concrete. Adding fiber reinforcement to concrete can mitigate the negative impacts of rubber, and vice versa. According to the combination content, increases in compressive strength, tensile strength, and flexural strength of up to 49.04%, 38.60%, and 75.76%, respectively, were achieved compared with the control combination. This validates the applicability of the proposed mathematical prediction formulation to evaluate the compressive strength, split tensile strength, and modulus of rupture of rubberized fibrous concrete in terms of fiber and rubber ratios. Based on these results, a promising solution for tire disposal is to recycle waste rubber for fibrous concrete applications.

10

Pakiety zużytych opon samochodowych w budownictwie drogowym - przegląd zastosowań.

Duda Aleksander, Siwowski Tomasz

Drogownictwo

|

2023

|

nr 2-3

67--75

PL

Pakiety z opon mają znaczny potencjał w zastosowaniach drogowych, szczególnie tam, gdzie ich niska gęstość, odpowiednia przepuszczalność i łatwość w wbudowaniu dają im przewagę w stosunku do materiałów tradycyjnych. Zastosowania drogowe pakietów z opon obejmują m.in.: budowę nasypów, stabilizację i naprawę zboczy (osuwisk), podbudowę dróg na podłożu o niskiej wytrzymałości na ścinanie, materiał zasypowy konstrukcji oporowych i grawitacyjne konstrukcje oporowe (typu gabionowego). W artykule przedstawiono i zilustrowano kilka przykładów wykorzystania pakietów z opon w budownictwie drogowym, poprzedzonych przedstawieniem właściwości materiałowych i parametrów inżynierskich pakietów, stosowanych w konstrukcjach drogowych budowanych na całym świecie.

EN

Waste tyre bales have considerable potential for use in road applications, particularly where their low density, permeability and ease of handling give them an advantage. Road applications include but are not limited to: embankments construction, slope stabilization and repair (landslides), road foundations over soft ground, backfill material for retaining walls and gravity retaining structures (gabion-type). Several case studies, showing the opportunities to use waste tyre bales in road construction, are presented and illustrated in the paper preceded by providing the engineering properties of waste tyre bales, used within the road structures constructed worldwide.

11

Adsorption of Rhodamine B from water by activated char obtained from end-of-life tyre pyrolysis

Kuśmierek Krzysztof, Świątkowski Andrzej, Kotkowski Tomasz, Cherbański Robert, Molga Eugeniusz

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2023

|

Vol. 44, nr 1

art. no. e1

EN

Three activated chars obtained from end-of-life tyre pyrolysis differing in activation time (AC110 – 110 min, AC130 – 130 min, and AC150 – 150 min) were successfully used as adsorbents for the removal of model dye – Rhodamine B (RhB) from aqueous solutions. The effects of solution pH, adsorption kinetics, and equilibrium adsorption were investigated. The results showed that the adsorption was strongly pH-dependent; the highest percentage of RhB dye adsorbed was obtained at pH 2.0 and the removal efficiency decreased with an increase in solution pH. Adsorption kinetics was analyzed using pseudo-first-order, pseudo-second-order, Weber-Morris, and Boyd kinetic models. It was found that the pseudo-second-order kinetic equation was the most appropriate for describing the adsorption kinetics and that the RhB adsorption process was controlled by a film diffusion mechanism. Adsorption equilibrium data were fitted to the Langmuir, Freundlich, Temkin, and Elovich isotherm models. The equilibrium data were best represented by the Langmuir model with the monolayer adsorption capacities of 69.96, 94.34, and 133.3 μmol/g for AC110, AC130, and AC150, respectively. It was concluded that the adsorption of RhB was closely correlated with the specific surface area (and activation time) of the activated chars.

12

Zastosowanie aktywowanych pirolizatów zużytych opon do usuwania wybranych herbicydów z roztworów wodnych

Kuśmierek Krzysztof, Świątkowski Andrzej, Kotkowski Tomasz, Cherbański Robert, Molga Eugeniusz

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 6

905--910

PL

Przedstawiono wyniki badań nad możliwością wykorzystania aktywowanych pirolizatów ze zużytych opon do adsorpcji z wody modelowych herbicydów: kwasu 2,4-dichlorofenoksyoctowego (2,4-D), kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksyoctowego (MCPA) oraz kwasu 2-metylo-4-chlorofenoksypropionowego (MCPP, Mecoprop). Adsorbenty otrzymano w wyniku aktywacji pirolizatów w atmosferze CO₂ w temp. 1100°C, stosując różne czasy procesu. Wielkość adsorpcji wszystkich badanych adsorbatów była skorelowana z czasem aktywacji i stopniem rozwinięcia struktury porowatej adsorbentu. Najlepszy z adsorbentów (135 min long aktywacji) miał powierzchnię BET równą 255 m²/g i całkowitą objętość porów równą 0,447 cm³/g. Dla wszystkich adsorbentów i adsorbatów adsorpcja najefektywniej przebiegała przy pH 2-3. Z testowanych trzech modeli izoterm adsorpcji: Freundlicha, Langmuira i Sipsa najlepszą zgodność danych doświadczalnych i modelowych uzyskano dla równania Sipsa. Aktywowane pirolizaty są skutecznymi i jednocześnie obiecującymi adsorbentami do usuwania herbicydów z wody. Zwiększenie ich pojemności adsorpcyjnej jest potencjalnie możliwe wraz z większym rozwinięciem powierzchni właściwej za pomocą aktywacji chemicznej.

EN

Three tire pyrolysis chars were activated in a CO₂ atm. at 1100oC and used as adsorbents for removal 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid and 2-methyl-4-chlorophenoxypropionic acid from their aq. solns. The amt. of adsorbed acids was correlated with the activation time and the degree of adsorbent surface development. The best adsorbent had a sp. surface area of 255 m²/g and a total pore volume of 0.447 cm³/g after 135 min long activation. The best adsorption efficiency was achieved at pH 2-3. The best compatibility of exptl. and model data was obtained for the Sips model.

13

Bezpieczeństwo nasypów z antropogenicznym wypełnieniem gumowym z recyklingu opon

Trojnar Krzysztof

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2019

|

Nr 4

PL

W artykule wskazano problemy recyklingu zużytych opon samochodowych i przedstawiono propozycje wykorzystania gumy z opon do budowy lekkich nasypów zwierających antropogeniczną zasypkę gumową. Przeprowadzono własne analizy na modelach numerycznych nasypu drogowego podpartego ścianami oporowymi, a uzyskane wyniki porównano z wariantem zasypki z piasku. Obliczenia różnych zasypek zawierających rozdrobnione opony pozwoliły wskazać optymalny sposób wykonania nasypu zawierającego gumę z opon, spełniającego te same wymagania jak rozwiązanietradycyjne. Pomimo, że zaproponowana antropogeniczna zasypka gumowa jest obecnie droższa od tradycyjnej zasypki z piasku, można wykazać jej przydatność, szczególnie w przypadku słabego podłoża. Przeprowadzona analiza ekonomiczna pokazała korzystną z punktu widzenia ochrony środowiska strukturę kosztów materiałowych lekkich nasypów z gumą w porównaniu z rozwiązaniem tradycyjnym z piasku. Wyniki obliczeń odniesiono do budowy przykładowego nasypu na dojeździe do wiaduktu w ciągu drogi DK9 k/Rzeszowa.

EN

The article indicates current problems of recycling of used car tyres and presents proposals of using rubber from tyres to build light embankments containing anthropogenic rubber backfill. Our own analyses were carried out on numerical models of road embankment supported by retaining walls, and the obtained results were compared with the variant of sand backfill. Calculations of various backfills containing shredded tires allowed us to indicate the optimal method of making the embankment containing rubber from tires, meeting the same requirements as the traditional solution. Although the proposed anthropogenic rubber backfill is currently more expensive than traditional sand backfill, its usefulness can be demonstrated, especially in the case of weak soil, due to the low settlement of the embankment and high stability, without the need to reinforce the native soil. The economic analysis showed the structure of material costs of light rubber embankments in comparison with the traditional sand solution. The results were related to the construction of an exemplary embankment at the access road to the viaduct along the DK9 road near Rzeszów, Poland.

14

Bilans energetyczny recyklingu opon przy wykorzystaniu technologii water-jet

Holka H., Jarzyna T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2018

|

Nr 1

5--6

PL

Praca przedstawia problematykę zagospodarowania zużytych opon samochodowych przy wykorzystaniu technologii water-jet. Zaprezentowane wyniki obliczeń dotyczące zagadnień energetycznych metody mogą stanowić podstawę do oszacowania możliwości wykorzystania metody water-jet w warunkach przemysłowych.

EN

The paper deals with the problem of used car tires handling with the application of water-jet technology. The presented results of calculations regarding the energy issues can be a basis for the estimation of possible usage of the water-jet method in industrial conditions.

15

Acetone adsorption on co2-activated tyre pyrolysis char – thermogravimetric analysis

Kotkowski T., Cherbański R., Molga E.

Chemical and Process Engineering

|

2018

|

Vol. 39, nr 2

233–246

EN

Activation of tyre pyrolysis char (TPC) can significantly increase its market value. To date, it has been frequently carried out in different reactors. In this work, thermogravimetric analysis was used instead. The performance of activated pyrolysis chars was tested by adsorption of acetone vapour and comparison of the equilibrium adsorption capacities for all samples. The highest equilibrium adsorption capacity was observed for the carbon burn-off of 60%. In addition, the equilibrium adsorption capacity of activated TPC decreases by about 10% after eleven adsorption/desorption cycles. Moreover, activation changed the porous structure of pyrolysis chars from mesoporous to micro-mesoporous.

16

Pyrolysis of waste tyres – The effect of reaction kinetics on the results of thermogravimetric analysis

Cherbański R., Molga E., Wróblewski K.

Chemical and Process Engineering

|

2017

|

Vol. 38, nr 3

363--377

EN

This paper presents a systematic thermogravimetric (TG) study on the kinetics of end-of-life tyre (ELT) pyrolysis. In the experimental part of this work, TG results are compared for tyre samples of different mass and size. This shows that the conduction resistance in the milligram scale (up to ~100 mg) tyre sample can be neglected. A comparison of experimental results demonstrates that the characteristic maxima on the DTG curve (the first derivative of TG signal) shift towards higher temperatures for higher heating rates. This phenomenon is explained to have kinetic origin and it is not caused by the internal heat transfer resistance. In the modelling part of this work, the kinetic parameters of the Three-Component Simulation Model (TCSM) are calculated and compared to the literature values. Testing of the kinetic model is carried out using experiments with a varying heating rate. This shows the limitation of the simplified kinetic approach and the appropriate selection method of the kinetic parameters.

17

Modelling and experimental investigation of waste tyre pyrolysis process in a laboratory reactor

Rudniak L., Machniewski P.M.

Chemical and Process Engineering

|

2017

|

Vol. 38, nr 3

445--454

EN

A mathematical model of waste tyre pyrolysis process is developed in this work. Tyre material decomposition based on a simplified reaction mechanism leads to main product lumps: noncondensable (gas), condensable (pyrolytic oil) and solid (char). The model takes into account kinetics of heat and mass transfer in the grain of the shredded rubber material as well as surrounding gas phase. The main reaction routes were modelled as the pseudo-first order reactions with a rate constant calculated from the Arrhenius type equation using literature values of activation energy determined for main tyre constituents based on TG/DTG measurements and tuned pre-exponential parameter values obtained by fitting theoretical predictions to the experimental results obtained in our laboratory reactor. The model was implemented within the CFD software (ANSYS Fluent). The results of numerical simulation of the pyrolysis process revealed non-uniformity of sample’s porosity and temperature. The simulation predictions were in satisfactory agreement with the experimentally measured mass loss of the tyre sample during pyrolysis process investigated in a laboratory reactor.

18

Modelowanie procesu pirolizy odpadów gumowych

Machniewski P., Rudniak L., Molga E.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 1

28--29

PL

Przedstawiono model matematyczny procesu pirolizy odpadów gumowych pochodzących ze zużytych opon samochodowych. Wyniki obliczeń oparte na przedstawionym modelu i parametrach kinetycznych uzyskanych z analizy TG/DTG dość dobrze zgadzają się z wynikami pomiaru dla próbek o rozmiarach kilku mm. Obliczenia symulacyjne dla większych próbek (rzędu kilku cm), które są typowe dla rozdrabniaczy przemysłowych wskazują na możliwe rozbieżności obliczeń zakładających jednorodność ziaren i pomiarów, wynikające z ujawniających się oporów ruchu ciepła i masy oraz niehomogeniczności próbki w czasie pirolizy.

EN

A mathematical model of the pyrolysis process of rubber wastes composed of used tires is presented in the paper. The model predictions based on kinetic parameters obtained from TG/DTG analysis are in satisfactory agreement with the laboratory measurements, in which shred tire samples of a few millimeters in diameter were used. The calculations carried out for larger particles (of a few centimeters), typical for industrial shredders, indicate a possible divergence of “homogeneous models” predictions with the experiment due to heat and mass transfer resistance and tire inhomogeneity during the pyrolysis.

19

Przegląd metod recyklingu opon

Smejda-Krzewicka A., Olejnik A., Dmowska-Jasek P.

Eliksir

|

2015

|

nr 2

12--15

20

Environmental impact assessment of alternative fuels co-processing in rotary cement kilns

Khrunyk S, Sanytskyy M

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 1

147--155

EN

This study focuses on comparison of potential negative environmental impact of the coal combustion and its partial substitution by alternative fuels from combustible wastes (used tires and solid alternative fuel TP-1) during Portland cement clinker production in rotary cement kiln. Environmental impact assessment was carried out based on the fuels chemical composition and operating parameters of a rotary cement kiln in accordance with EURITS and IMPACT 2002+ methodologies. Chemical composition and physical properties of used tires and solid alternative fuel from plastic, paper and wood waste mixture (TP-1) were studied. Available data shows that hard coal from Ukrainian deposits has high level of some pollutants (S = 3.1 wt. %, As = 135 ppm, Hg = 0.7 ppm). The high content of Zn (up to 4100 ppm) in used tires limits their usage as alternative fuel in cement kiln. Solid alternative fuel TP-1 was prepared in accordance with the EURITS and Lafarge Cement Group requirements. In comparison with the usage of exclusively Ukrainian coal, the use of a composite fuel, which includes up to 10 energy-eq % of used tires leads to an increase of the negative environmental impact by 8% on aquatic ecotoxicity and 5% on terrestrial ecotoxicity, respectively. But, the negative impact on global warming, aquatic eutrophication and acidification, terrestrial acidification and nutrification, respiratory effect and human toxicity was decreased. The partial substitution of coal by solid alternative fuel TP-1 in equal proportions with used tires reduces the negative environmental impact of fuel combustion in cement kiln compared to the use of coal only and in case of coal with used tires usage. Coal substitution by alternative fuels in all proposed scenarios caused less damage to human health, ecosystem quality and climate change compared to the usage of coal alone. Increase of the part of co-processed alternative fuels led to environmental damage decreases.

PL

Przeprowadzone badanie skupia się na porównaniu potencjalnego negatywnego oddziaływania na środowisko spalania węgla i jego częściowej substytucji paliwem alternatywnym z odpadów palnych (zużyte opony samochodowe i paliwo alternatywne stałe TP-1) podczas produkcji klinkieru portlandzkiego w obrotowych piecach cementowych. Ocena oddziaływania na środowisko została przeprowadzona na podstawie składu chemicznego paliw i parametrów pracy obrotowego pieca cementowego zgodnie z metodologią EURITS i IMPACT 2002+. Zbadano skład chemiczny i właściwości fizyczne zużytych opon samochodowych i paliwa alternatywnego stałego (TP-1) z mieszanki odpadów tworzyw sztucznych, papieru i drewna. Dostępne dane wskazują, że węgle kamienne ze złóż ukraińskich posiadają podwyższoną zawartość zanieczyszczeń chemicznych (S = 3,1% wag., As = 135 ppm, Hg = 0,7 ppm). Wysoka zawartość cynku (do 4100 ppm) w zużytych oponach ogranicza ich wykorzystanie jako paliwa alternatywnego w piecach cementowych. Paliwo alternatywne stałe TP-1 zostało przygotowane zgodnie z wymaganiami EURITS i Grupy Lafarge Cement. W porównaniu z wykorzystaniem wyłącznie ukraińskiego węgla kamiennego stosowanie paliwa kompozytowego, w którym ilość zużytych opon nie przekracza 10% energii cieplnej, wywołuje większy o 8% wpływ na ekotoksyczność dla wód oraz o 5% większy wpływ na ekotoksyczność lądową. Jednak zmniejszał się negatywny wpływ na globalne ocieplenie, eutrofizację i zakwaszenie wód, zakwaszenie i eutrofizację gleby, efekt dla układu oddechowego i toksyczność dla ludzi. Częściowe zastąpienie węgla stałym paliwem alternatywnym TP-1 w równych proporcjach z zużytymi oponami zmniejsza negatywny wpływ spalania paliwa w piecu cementowym na środowisko w porównaniu z wykorzystywaniem samego węgla i w przypadku współspalania węgla z zużytymi oponami. Zastąpienie węgla paliwem alternatywnym według proponowanych scenariuszy (receptur mieszanki paliwowej) powodowało mniejsze szkody dla zdrowia człowieka, jakości ekosystemu i zmian klimatu w porównaniu do wykorzystania wyłącznie węgla kamiennego. Zwiększenie udziału współspalanych paliw alternatywnych doprowadziło do zmniejszenia szkód dla środowiska naturalnego.