Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena możliwości zastosowania szkła recyklingowego oraz popiołu lotnego w zaprawach cementowych poddanych agresji siarczanowej i niszczeniu mrozowemu

Jaworska-Wędzińska Monika, Fijałkowski Filip, Marczewska Julia

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 4

183--186

PL

Celem badań była ocena możliwości zastosowania materiałów ze zużytych opakowań oraz odpadów przemysłowych – stłuczki szklanej oraz popiołu lotnego krzemionkowego – jako składników modyfikujących zaprawy cementowe poddawane oddziaływaniu siarczanu sodu i niszczeniu mrozowemu. W artykule przedstawiono wyniki badań zapraw cementowych, w których zastąpiono 20 i 40% cementu popiołem lotnym krzemionkowym oraz 20 i 40% kruszywa drobnego szkłem z recyklingu. Zakres badań obejmował nasiąkliwość oraz zmiany wytrzymałości na ściskanie po korozji siarczanowej i niszczeniu mrozowym. Przedstawiono również wyniki badań konsystencji zapraw. Na podstawie wyników badań oraz analizy literatury stwierdzono, że zastąpienie 20-30% cementu popiołem lotnym oraz do 20% piasku stłuczką szklaną umożliwi efektywne zagospodarowanie odpadów przy zachowaniu wystarczającej trwałości kompozytów cementowych w złożonych warunkach agresywnych.

EN

The aim of the research was to evaluate the possibility of using recycled materials – in particular, siliceous fly ash and waste glass – as modifying components of cement mortars immersed in 5% Na2SO4 solution and freezing and thawing cycles. The article presents the results of tests on cement mortars in which 20 and 40% of the cement was replaced with fly ash, and 20 and 40% of fine aggregate was replaced with recycled glass. The scope of the tests included water absorption and changes in compressive strength after exposure to sulphate environment and cyclic freeze-thaw conditions. The results of tests on the consistency of mortars were also presented. Based on the analysis of research results and literature review, it was concluded that replacing 20-30% of cement or fly ash and up to 20% of sand with glass cullet with a fraction of 0-1 mm will allow for the effective use of waste while maintaining good durability of cement composites under complex destruction conditions.

2

Wykorzystanie popiołu lotnego do stabilizacji skarp wysokich hałd odpadów górniczych

Sternik Krzysztof, Olma Anna

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 3

61--66

3

Magnetic and optical properties of airborne dust particles nearby coal-fifired power plants in Upper Silesia, Poland: a mineralogical petrographical and chemical approach

Chrysakopoulou Chrysoula, Perleros Konstantinos, Wojtaszek-Kalaitzidi Małgorzata, Papadopoulou Lambrini, Kantiranis Nikolaos, Kalaitzidis Stavros

Journal of Sustainable Mining

|

2025

|

Vol. 24, iss. 2

320--332

EN

Coal mining and exploitation pose certain challenges in terms of environmental management. The objective of this research is the study of airborne dust from Knurow region, Southern Poland, aiming identify the level and the features of anthropogenic particles, mostly in the form of fly ash. Two samples collected from a domestic gutter system were analysed regarding their mineralogical, chemical and petrographical features, emphasizing the magnetic fraction and the carbonized organic particles. The airborne dust contains 22 wt.% of fossil and fresh organic matter, whereas the major mineralogical phase is magnetite. The magnetic fraction (up to 3 wt.%) appears in the form of spheres of simple or complex surface structure, while their average size is 12.7 and 15.8 μm in the studied samples. Lithogenic magnetite is totally absent. The magnetic spheres consist mainly of Fe, whereas Al, Si, Mg and Mn participate in minor amounts. Unburnt coal particles, along with chars, sooty and coke particles, were identified, accounting for 80 vol.% on a mineral matter-free basis, with fresh residues of immature organic matter accounting for the remaining 20 vol.%. Anthropogenic activities in the study area point out a significant environmental footprint to the urban site of the Knurow region.

4

Wpływ jednoczesnego dodatku krzemionkowego popiołu lotnego i odpadowej mączki granitowej na wybrane właściwości cementowych warstw wierzchnich w podłogach zespolonych z podłożem betonowym

Chajec Adrian, Sadowski Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 1

10--14

PL

Przyczepność warstwy wierzchniej do podkładu determinuje jego walory użytkowe, mechaniczne oraz trwałościowe. Celem pracy jest sprawdzenie możliwości zastąpienia nawet 30% cementu w mieszance cementowej stosowanej na warstwę wierzchnią jednoczesnym dodatkiem mączki granitowej i krzemionkowego popiołu lotnego oraz wyznaczenie ich optymalnych ilości do stosowania. Wykonano 10 poletek badawczych, gdzie każda warstwa wierzchnia została wykonana z mieszanki innej serii. Wykorzystano badania normowe oraz badanie oznaczania przyczepności przy odrywaniu warstwy wierzchniej od podkładu (pull-off). Wyniki wskazują, że optymalną procentową ilością cementu do zastąpienia jest 30%, z wykorzystaniem dodatku 20% popiołu oraz 10% mączki granitowej. Uzyskuje się przy tym największą gęstość kompozytu oraz największą przyczepność warstwy wierzchniej do podkładu (nawet o 10% większą niż w przypadku serii referencyjnej). Te wyniki podkreślają synergię oddziaływania jednoczesnego dodatku materiału pucolanowego (krzemionkowego popiołu lotnego) i wypełniacza (odpadowej mączki granitowej). Zaobserwowano też, że wilgotne warunki pielęgnacji warstwy wierzchniej bezpośrednio determinują zapewnienie jej właściwości wymaganych z uwagi na użytkowanie. Badania podkreślają aplikacyjny charakter stosowanej metody oraz wskazują możliwość przemysłowego zastosowania opracowanego rozwiązania z zauważalną korzyścią dla warstwy wierzchniej z uwagi na jej większą trwałość.

EN

The adhesion of the surface layer to the subbase determines its functional, mechanical and durability qualities. The purpose of this study is to test the possibility of replacing up to 30% of the cement in the cement mixture used for the surface layer with the simultaneous addition of granite powder and siliceous fly ash, and to determine the optimal quantitative use of them. Ten test plots were carried out, where each was made from a different material series. Standard tests and a pull-off adhesion determination test were used. The results show that the optimal percentage replacement of cement is 30% with the addition of 20% ash and 10% granite powder, obtaining the highest density of the composite and the highest adhesion of the surface layer to the primer (up to 10% higher than the reference series). These results highlight the synergistic effect of the simultaneous addition of pozzolanic material (silica fly ash) and filler (waste granite powder). We also observed that wet conditions of surface layer care directly determine the provision of its required properties, given its use. The research highlights the applicative nature of the method used and indicates the possibility of industrial application of the developed solution with a noticeable benefit to the surface layer due to its greater durability.

5

Popiół lotny z osadów ściekowych jako składnik betonu – ocena przydatności w świetle aktualnych norm krajowych i międzynarodowych

Rutkowska Gabriela

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 5

597--602

PL

Rosnące wymagania dotyczące redukcji emisji CO2 w Unii Europejskiej stymulują rozwój alternatywnych materiałów budowlanych o ograniczonej zawartości klinkieru. W technologii betonu szeroko stosowane są popioły lotne krzemionkowe pochodzące ze spalania węgla kamiennego, cenione za swoją aktywność pucolanową, skład chemiczny i dużą miałkość. Celem niniejszych badań była analiza właściwości popiołów lotnych pozyskiwanych z termicznego przekształcania osadów ściekowych, pod kątem ich zgodności z wymaganiami norm PN-EN 450-1, ASTM C618-03 oraz ASTM C379-65T. Wyniki wykazały, że popioły te nie spełniają w pełni wymagań normowych jako zamiennik tradycyjnych popiołów w produkcji betonu, jednakże możliwe jest ich wykorzystanie w wytwarzaniu betonu zwykłego o zadowalających parametrach wytrzymałościowych. Dla betonu z dodatkiem 15% popiołu z Krakowa uzyskano wytrzymałość na ściskanie wynoszącą odpowiednio 47,1 MPa i 48,2 MPa po 28 i 56 dniach dojrzewania. Dla popiołu z Warszawy i Łodzi wartości te były nieco niższe, lecz nadal mieściły się w zakresie typowym dla betonu konstrukcyjnego. Analiza stężeń metali ciężkich wykazała, że są one poniżej dopuszczalnych limitów środowiskowych, co sugeruje, że migracja tych substancji z betonu do środowiska wodnego jest minimalna i nie powinna stwarzać zagrożenia ekologicznego.

EN

The growing requirements for CO2 emission reduction in the European Union are driving the development of alternative construction materials with reduced clinker content. In concrete technology, siliceous fly ash from hard coal combustion is widely used due to its pozzolanic activity, chemical composition, and fine particle size. This study aimed to evaluate the properties of fly ash derived from the thermal treatment of sewage sludge, assessing its compliance with standards PN-EN 450-1, ASTM C618-03, and ASTM C379-65T. The results showed that this type of ash does not fully meet the normative criteria for use as a traditional fly ash substitute in concrete production. However, it can be utilized in the production of conventional concrete with satisfactory mechanical properties. Concrete with a 15% addition of Kraków-origin ash achieved compressive strengths of 47.1 MPa and 48.2 MPa after 28 and 56 days of curing, respectively. Ashes from Warsaw and Łódź also produced acceptable results, albeit slightly lower. The analysis of heavy metal concentrations revealed levels below environmental safety thresholds, indicating that the leaching of these substances into aquatic environments is minimal and should not pose a significant ecological risk.

6

The effect of hard coal fly ash substitution for cement on properties of high sulphide tailings cemented paste backfill

Eker Hasan, Bascetin Atac

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2025

|

Vol. 41, iss. 4

193--217

EN

Cemented paste backfill (CPB) is a method used to fill the gaps in the underground production method. The main component of CPB is cement, which costs a high price. Therefore, some studies have continued in the search for materials to replace cement. In this context, the mechanical behavior of the material obtained following the substitution of ore preparation plant tailings from Kastamonu-Küre copper mine instead of cement using thermal power plant fly ash (FA) in certain proportions by weight was investigated. The results indicate that substituting FA in all cement proportions increases the compressive strength of the CBP mixtures. Up to 20% of the amount and cost of cement has been saved by using FA instead of portland cement (PC). Thus, there is an opportunity for a reduction in the amount of CO2 emissions, a greenhouse gas, from the cement production process. Besides, an economic income was provided to the enterprise by reusing coal thermal power plant waste. As a result, significant benefits have been provided to the mining sector in terms of operation, environment, and cost.

PL

Wypełnianie cementową pastą (CPB) to metoda stosowana do wypełniania szczelin w podziemnej metodzie wydobycia. Głównym składnikiem CPB jest cement, który charakteryzuje się wysoką ceną. W związku z tym kontynuowano badania nad poszukiwaniem materiałów, które mogłyby go zastąpić. W tym kontekście zbadano zachowanie mechaniczne materiału uzyskanego w wyniku zastąpienia odpadów z zakładu przeróbki rudy w kopalni miedzi Kastamonu-Küre zamiast cementu popiołem lotnym (FA) z elektrowni cieplnej w określonych proporcjach wagowych. Wyniki wskazują, że zastąpienie FA we wszystkich proporcjach cementu zwiększa wytrzymałość na ściskanie mieszanek CBP. Dzięki zastosowaniu FA zamiast cementu portlandzkiego (PC) zaoszczędzono do 20% ilości i kosztów cementu. Stwarza to możliwość zmniejszenia emisji CO2, gazu cieplarnianego, powstającego w procesie produkcji cementu. Ponadto ponowne wykorzystanie odpadów z elektrowni węglowej przyniosło przedsiębiorstwu korzyści ekonomiczne. W rezultacie sektor górniczy odniósł znaczące korzyści pod względem działalności, środowiska i kosztów.

7

Wons Wojciech, Rzepa Karol

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2025

|

Vol. 41, iss. 3

197--210

EN

Siliceous fly ashes (FA) are fine-grained thermal decomposition remnants of mineral substances present in bituminous coal. Due to its formation method, FA consists mainly of an aluminosilicate glassy phase, as well as crystalline components, such as mullite and quartz. Formerly treated as waste materials, FAs are now a desirable raw material with numerous applications, particularly in the building materials industry, for instance, as an additive for the production of ceramic building materials. FA suitability in this field of application is determined mainly by its specific impact on the sintering process. The addition of FA to the raw material composition intensifies the firing process, primarily due to the fine grain size and the appearance of a liquid phase during sintering. During the thermal treatment of FA at temperatures above 900°C, in addition to the sintering process, devitrification (or glass crystallization) occurs, resulting in the formation of olivines and calcium-rich plagioclase. The results presented in this publication demonstrate the formation of calcium-rich plagioclase and (Mg, Fe)2[SiO4] olivines of the magnesium-iron type, indicating that the direction of devitrification of FA is similar to the initial stages of basalt magma crystallization, known as the Bowen Reaction Series. This publication aims to explain these similarities. For this purpose, two different FAs were examined for the evolution of their phase composition (XRD) during their heat treatment and thermal properties (DTA/TG, dilatometry).

PL

Popioły lotne krzemionkowe są drobnoziarnistą pozostałością termicznej dekompozycji substancji mineralnych obecnych w węglu kamiennym. Ze względu na sposób powstania popioły składają się głównie z glinokrzemianowej fazy szklistej, jak również składników krystalicznych, takich jak mullit i kwarc. Dawniej traktowane jako odpady, współcześnie popioły lotne są surowcami pożądanymi, z wieloma kierunkami zastosowania, zwłaszcza w przemyśle materiałów budowlanych, między innymi jako dodatek podczas produkcji ceramiki budowlanej. O przydatności popiołów w tym obszarze zastosowań decyduje przede wszystkim ich specyficzny wpływ na proces spiekania. Dodatek popiołów do składu surowcowego intensyfikuje proces wypalania, głównie ze względu na drobnoziarnistość oraz na pojawienie się fazy ciekłej podczas spiekania. Podczas termicznej obróbki popiołów powyżej temperatury 900°C obok procesu spiekania występuje dewitryfikacja (lub krystalizacja szkła), za której sprawą powstają oliwiny i bogate w wapń plagioklazy. Wyniki przedstawione w niniejszej publikacji pokazują powstawanie plagioklazów bogatych w wapń oraz oliwinów typu magnezowo-żelazowego (Mg,Fe)2[SiO4], co wskazuje na to, że kierunek dewitryfikacji popiołów jest podobny do początkowych etapów krystalizacji magmy bazaltowej, tzw. szeregów reakcyjnych Bowena. Niniejsza publikacja jest próbą wyjaśnienia tych podobieństw. W tym celu dwa różne popioły lotne zostały przebadane pod kątem ewolucji składu fazowego (XRD) w trakcie ich obróbki cieplnej oraz właściwości termicznych (DTA/TG, dylatometria).

8

Analiza właściwości fizyczno-mechanicznych kompozytów geopolimerowych z zastosowaniem kruszyw z recyklingu betonu

Kalinowska-Wichrowska Katarzyna, Granatyr Krzysztof, Nowak Andrzej S., Fleming Caleb, Jackson Haden

Builder

|

2025

|

R.29, nr 8

2--6

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących właściwości kompozytów geopolimerowych zawierających kruszywo pochodzące z recyklingu betonu cementowego. Analizowano wpływ zawartości kruszywa wtórnego na skurcz, wytrzymałość na ściskanie oraz nasiąkliwość materiału. Wyniki wykazały, że wzrost udziału kruszywa z recyklingu prowadzi do zwiększenia skurczu i nasiąkliwości oraz obniżenia wytrzymałości mechanicznej kompozytu. Mimo to zastosowanie kruszyw wtórnych wpisuje się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym. Wskazano również na potrzebę modyfikacji składu mieszanki geopolimerowej w celu poprawy parametrów fizyczno-mechanicznych kompozytów.

EN

This article presents the results of a study on the properties of geopolymer composites containing recycled aggregate from cement concrete. The effect of recycled aggregate content on the shrinkage, compressive strength and absorbability of the material was analyzed. The results showed that an increase in the proportion of recycled aggregate leads to an increase in shrinkage and absorbability and a decrease in the mechanical strength of the composite. Nevertheless, the use of recycled aggregates is in line with the principles of a closed-loop economy. The need to modify the composition of the geopolymer mixture to improve the physical-mechanical parameters of the composites was also pointed out.

9

The use of bottom and a mixture of bottom and fly ash from wood-sunflower biomass combustion in concrete production

Jura Jakub, Ulewicz Małgorzata

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 2

19--35

EN

As part of the research, concrete mixes containing the addition of bottom ash as well as bottom and fly ash mixtures from the combustion of biomass only were made. The ashes were obtained from the combustion of 80% of wood and 20% of sunflower in a fluidized bed boiler. In the study, the elemental composition of ashes was determined by testing with an XRF X-ray spectrometer. Ashes in the amount of 10, 20 and 30% of the cement mass were used as a substitute for sand for testing concrete samples. During the preparation of concrete mixes, tests of consistency and air content in the mixes were carried out. Concrete samples were tested in terms of e.g. compressive strength, water absorption or frost resistance. The compressive strength of the samples with the addition of bottom ash was lower than the strength of the control samples. The use of a mixture of ashes allowed to improve this property and each of the samples obtained a higher compressive strength than samples without the addition of ash. The addition of ashes significantly improves the frost resistance of concrete, i.e. reduces the decrease in the compressive strength of concrete after frost resistance tests. The absorbability of the samples, regardless of the amount and type of added ash, changed slightly in relation to the control samples.

PL

W ramach badań wykonano mieszanki betonowe zawierające dodatek popiołu dennego oraz mieszanki popiołu dennego i lotnego pochodzących ze spalania wyłącznie biomasy. Popioły powstały ze spalania w kotle fluidalnym 80% drewna oraz 20% słonecznika. W badanich określono skład pierwiastkowy popiołów poprzez badania spektrometrem rentgenowskim XRF. Do badan próbek betonów użyto popiołów w ilości 10, 20 i 30% masy cementu jako zamiennik piasku. Podczas sporządzania mieszanek betonowych wykonano badania konsystencji oraz zawartości powietrza w mieszankach. Próbki betonów badano pod względem m.in. wytrzymałości na ściskanie, nasiąkliwości czy mrozoodporności. Wytrzymałość na ściskanie próbek z dodatkiem popiołu dennego była mniejsza od wytrzymałości próbek kontrolnych zarówno po 7, 28 i 56 dniach dojrzewania. Zastosowanie mieszanki popiołów pozwoliło na poprawienie tej właściwości i każda z próbek uzyskała wyższą wytrzymałość na ściskanie niż próbki bez dodatku popiołu. Z analizy uzyskanych wyników wywnioskować można, że stosowanie takich dodatków w zależności od ich rodzaju oraz ilości dodatku popiołu powoduje, że modyfikowane odpadem betony charakteryzują się zbliżoną lub wyższą wytrzymałością niż beton kontrolny. Dodatek popiołów zdecydowanie poprawia mrozoodporność betonów czyli powoduje zmniejszenie spadku wytrzymałości na ściskanie betonów po badaniach mrozoodporności. Nasiąkliwość próbek niezleżnie od ilości oraz rodzaju dodanego popiołu zmieniała się nieznacznie względem próbek kontrolnych.

10

The impact of internal hydrophobization on the properties of the cement-based materials with mineral additives

Materak Kalina, Wieczorek Alicja, Zasada Marcin, Koniorczyk Marcin

Structure and Environment

|

2024

|

Vol. 16, no. 3

148--152

EN

The paper presents results regarding the possibility and effectiveness of carrying out the internal hydrophobization in cement-based materials with mineral additives such as granulated blast furnace slag, silica dust and silica fly ash. The obtained results indicate that effective internal hydrophobization by using triethoxyoctylsilane is achievable and provides protection against water by decreasing the capillary absorption of water in the material. However, it also affects the hydration process of the binder, which results in a reduction in the compressive strength of the material.

PL

W pracy przedstawiono wyniki dotyczące możliwości przeprowadzenia i skuteczności procesu hydrofobizacji objętościowej w materiałach cementowych z dodatkami mineralnymi, takimi jak: granulowany żużel wielkopiecowy, pył krzemionkowy oraz lotny popiół krzemionkowy. Otrzymane wyniki wskazują, że efektywna hydrofobizacja w masie wykonana przy pomocy trietoksyoktylosilanu jest osiągalna i zapewnia ochronę przed działaniem wody w postaci ograniczenia absorpcji kapilarnej w materiale. Jednakże wiąże się ona również z wpływem na proces hydratacji spoiwa, co skutkuje obniżeniem wytrzymałości na ściskanie materiału.

11

Wpływ rodzaju popiołu na wybrane właściwości wytworzonych na ich bazie mieszanin wodnych

Pierzyna Piotr

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

69--74

PL

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania w górnictwie podziemnym dwóch rodzajów popiołów lotnych pochodzących z energetyki zawodowej spalającej węgiel kamienny. Badaniom podano mieszaniny wytworzone z popiołów lotnych pochodzących z kotła konwencjonalnego bez produktów odsiarczania spalin (10 01 02) oraz kotła fluidalnego z produktami odsiarczania spalin (10 01 82). Mieszaniny sporządzono wykorzystując wodę kopalnianą o gęstości 1023 g/dm3. Badane mieszaniny miały konsystencję płynną o rozlewności w zakresie 160-280 mm. Mając na uwadze uzyskane wyniki badań oraz wytyczne normy PN-G 11011:1998 należy stwierdzić, że w zakresie omawianych parametrów mieszaniny wytworzone na bazie popiołu pochodzącego z kotła fluidalnego (10 01 82) spełniają jej wymagania w zakresie rozlewności 160-240 mm, jedynie w technologii doszczelniania. W technologii podsadzki zestalanej żadna z zbadanych mieszanin nie spełnia ww. normy. Ponadto stosując w górnictwie podziemnym mieszaniny z popiołu lotnego bez produktów odsiarczania spalin pochodzącego z kotła konwencjonalnego należy dokładnie rozważyć jego możliwość, technologię w której ma być stosowany, a przede wszystkim miejsce jego aplikacji.

EN

The paper presents the possibility of using two types of fly ash from utility power plants burning hard coal in underground mining. Mixtures made from ﬂy ash from a conventional boiler without ﬂue gas desulphurisation products (10 01 02) and a fluidised bed boiler with ﬂue gas desulphurisation products (10 01 82) were tested. The mixtures were prepared using mine water With a density of 1023 g/dm3. The tested mixtures were of liquid consistency with a ﬂowability of 160-280 mm Taking into account the obtained test results and guidelines of the PN-G 11011:1998 standard, it should be stated that, in terms of the discussed parameters, mixtures produced on the basis of ash from the ﬂuidised bed boiler (10 01 82) meet its requirements in the range of ﬂowability of 160-240 mm, only in the case of the backﬁlling technology. In solidifying backﬁll . technology, none of the mixtures tested comply with the aforementioned standard. In addition, when using ﬂy ash mixtures without ﬂue gas desulphurisation products from a conventional cat (10 01 02) in underground mining, careful consideration must be given to its feasibility, the technology in which it is to be used and, above all, where it is to be applied.

12

Management of fly ash from biomass combustion

Maj Izabella

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

75--81

EN

The efficient management of biomass fly ash is a key factor for the circular economy. Fly ash is produced in large quantities during biomass combustion and may be utilized for various applications, for both environmental and financial benefits. The main limitation of biomass fly ash utilization is its unrecognized potential caused by a lack of consistent law regulations. In this paper, possible paths of biomass fly ash management are discussed. The compositions of 4 fly ashes derived from biomass combustion in Polish units are presented, together with 2 examples of phosphorous-rich ashes. The five most promising ways of management are elaborated: concrete and cement production, phosphorous recovery and fertilizers, composites, ceramics, and sorbents. The latest state-of-the-art research regarding each path is briefly reviewed and current law regulations are introduced. Limitations for the safe management of biomass ash are also discussed.

PL

Zagospodarowanie popiołów lotnych z biomasy jest ważnym elementem gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ). Popiół lotny powstaje W znacznych ilościach podczas spalania biomasy, a jego odpowiednie zagospodarowanie może przynieść zarówno korzyści dla środowiska, jak i oszczędności finansowe. Głównym ograniczeniem wykorzystania popiołów lotnych z biomasy jest brak odpowiednich uregulowań prawnych, co powoduje również słabe rozpoznanie możliwości użycia popiołów. W artykule przedstawiono składy 4 popiołów lotnych pochodzących ze spalania biomasy W polskich obiektach energetyki zawodowej oraz 2 przykłady popiołów szczególnie bogatych w fosfor. Omówiono pięć najbardziej obiecujących sposobów wykorzystania: produkcja betonów i cementu, odzysk fosforu i zastosowanie jako nawozy, składnik kompozytów, materiały ceramiczne oraz sorbenty. Przedstawiono aktualne regulacje prawne oraz dokonano krótkiego przeglądu najnowszych badań dotyczących poszczególnych ścieżek. Omówiono także ograniczenia w zakresie bezpiecznego zagospodarowania popiołów z biomasy.

13

Wpływ popiołów lotnych na właściwości fizyczne zapraw w ujęciu statystycznym

Marczewska Julia, Jaworska-Wędzińska Monika, Jasińska Iga

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 7

171--174

PL

Unia Europejska nakłada surowe wymagania środowiskowe związane z ograniczeniem emisji CO2 do atmosfery. W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ściskanie zapraw cementowych po 28 dniach dojrzewania i po 170 dniach przebywania próbek w roztworze Na2SO4. Skład zapraw był opracowany na podstawie trójkąta Gibbsa, w którym zastosowano różną ilość popiołów lotnych. Uzyskane wyniki badań poddano analizie statystycznej w oparciu o simplexowy plan eksperymentów dla mieszanin trójskładnikowych. Przedstawione obliczenia statystyczne wykonano w środowisku obliczeniowym R w wersji 3.3.1. Badania statystyczne potwierdziły istotny wpływ popiołów lotnych na trwałość zapraw.

EN

The European Union imposes strict environmental requirements related to the reduction of CO2 emissions into the atmosphere. The article presents the results of testing the compressive strength of cement mortars after 28 days of curing and after 170 days of the samples remaining in the Na2SO4 solution. The composition of the mortars was developed on the basis of the Gibbs triangle, in which different amounts of fly ash were used. The obtained test results were subjected to statistical analysis based on a simplex experimental plan for three-component mixtures. The presented statistical calculations were performed in the R computing environment, version 3.3.1. Statistical tests confirmed the significant impact of fly ash on the durability of mortars.

14

Shrinkage of alkali-activated slag-fly ash concrete cured at ambient temperature

Rodrigue Alexandre, Bissonnette Benoit, Duchesne Josée, Fournier Benoit

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 8

1--4

EN

The paper summarizes the results of a study intended to characterize alkali-activated slag/fly ash concretes concerning their volume changes, freeze-thaw resistance, scaling resistance, and alkali-aggregate reactivity. The manifestation of early-age microcracking in the hardened alkali-activated paste phase of these concretes calls for attention. It is related to significant autogenous shrinkage, although it does not appear to agree with the other shrinkage measurements performed in the experimental program. Smaller pores and high sodiumion concentration result in higher internal pressure during the process of self-desiccation and could be the main causes for the very high autogenous shrinkage values recorded.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań betonu z alkalicznym spoiwem żużlowo-popiołowym. Oznaczono zmianę objętości, odporność na cykle zamrażania-rozmrażania, w tym na złuszczanie, oraz reaktywność alkaliczno-krzemianową. Zwrócono uwagę na występowanie mikropęknięć w stwardniałym zaczynie we wczesnym wieku. Wysunięto hipotezę, że jest to związane ze znacznym skurczem autogenicznym, jakkolwiek inne pomiary skurczu, przeprowadzone w programie badawczym, nie potwierdzają tego mechanizmu. Małe pory i duże stężenie jonów sodu powodują wysokie ciśnienie wewnętrzne podczas wysychania i mogą być głównymi przyczynami dużych wartości skurczu autogenicznego zarejestrowanych w badaniach.

15

Posadzka betonowa modyfikowana dodatkiem krzemionkowego popiołu lotnego i mączki granitowej w garażu podziemnym

Chajec Adrian

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 10

154--155

16

Aktywowany alkalicznie popiół lotny jako zamiennik cementu w mieszankach betonowych

Zieliński Krzysztof, Herbowska Martyna, Krawczyk Jacek

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 5

5--8

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań betonu wykonanego przy użyciu spoiwa mineralnego geopolimerowego. Betony wykonane zostały na bazie aktywowanego alkalicznie popiołu lotnego krzemionkowego bez dodatku cementu. Wykonano trzy rodzaje betonu geopolimerowego. Rolę aktywatora w sporządzonych mieszankach pełniła mieszanina zasady sodowej oraz szkła wodnego. Przygotowano trzy roztwory zasady sodowej o narastającym stężeniu molowym: 6M, 9M oraz 12M. Przygotowany roztwór mieszano ze szkłem wodnym w proporcji wagowej 1:1. Dla każdego stężenia wykonano pomiary w temperaturze dojrzewania 20°C i po utwardzaniu przez 24 h w 60°C. Wykonano badania wytrzymałości na ściskanie oraz na zginanie po 28 dniach dojrzewania oraz badanie nasiąkliwości i mrozoodporności. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, źe beton geopolimerowy może znaleźć zastosowanie w budownictwie, jako alternatywne rozwiązanie dla standardowych cementów powszechnego użytku, generując znacznie mniejszy ślad węglowy niż standardowe cementy.

EN

The article presents the results of tests on concrete made using a geopolymer mineral binder. The concretes were made on the basis of alkaline-activated silica fly ash without the addition of cement. Three types of geopolymer concrete were made. The role of the activator in the prepared mixtures was played by a mixture of sodium base and water glass. Three solutions of sodium alkali with increasing molar concentration were prepared: 6M, 9M and 12M. The prepared solution was mixed in a 1:1 weight ratio with water glass. For each concentration, measurements were made at a ripening temperature of 20°C and after hardening for 24 hours at 60°C. Compressive and bending strength tests were performed after 28 days of maturing, as well as water absorption and frost resistance tests. The analysis of the obtained test results showed that geopolymer concrete can be used in construction as an alternative solution to standard common cements, generating a much smaller carbon footprint than standard cements.

17

Wykorzystanie popiołów lotnych jako stabilizatora do wzmacniania gruntów organicznych

Filipiak Jarosław

Magazyn Autostrady

|

2024

|

Nr 5

53--56

PL

W artykule omówiono wykorzystanie ubocznych produktów spalania (UPS), głównie popiołów lotnych, jako stabilizatora gruntów organicznych. UPS, powstające w wyniku spalania węgla, mogą być używane do wzmacniania gruntów, co ma potencjał, żeby przynieść korzyści środowiskowe i ekonomiczne. W artykule przedstawiono badania nad stabilizacją torfu, namułu gliniastego i kredy jeziornej przy użyciu mieszanek cementowo-popiołowych.

EN

This article discusses the use of coal combustion products (CCPs), mainly fly ash, as a stabiliser for organic soils. CCPs, which are produced as a result of burning coal, can be used to reinforce soils, which has the potential to bring environmental and economic benefits. The article presents research on the stabilisation of peat, clay silt and lake lime using cement-ash mixtures.

18

Critical raw material in mineral elements found in fly ashes from the Czech Republic power plant

Klupa Agnieszka

Journal of Sustainable Mining

|

2024

|

Vol. 23, iss. 3

261--269

EN

The economic development of EU countries is limited due to limited access to a number of mineral raw materials, which necessitates actions aimed at securing the supply of CRM. For this reason, CRMs constitute elements of particular importance for the EU. The aim of the study was to assess the content of CRMs as a potential source of REY in fly ash resulting from the coal combustion in one of the power plants in the Czech Republic. In the tested ash the main phases are: glassy phase, mullite and quartz. The chemical composition of the tested fly ashes showed dominance of SiO2 and Al2O3. The CRM included Co, Sb, W, Be, Nb, Ga, lanthanides and Y, as well as Cr and In. Light elements have the largest share among REE, while heavy elements have the smallest share. In the tested fly ash, the share of critical elements, the content of uncritical elements and the content of excessive elements in the total REY content were also determined. Based on the analyzed results, the value of the Coutl prospective coefficient was calculated, which assesses the profitability of obtaining CRM from fly ash as an alternative source of these metals.

19

Influence of Supplementary Cementitious Materials on Sulfate Resistance of Mortar Mixtures

Mousavinezhad Seyedsaleh, Toledo William K., Newtson Craig M., Aguayo Federico

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 2

art. no. 09

EN

Sulfate reaction is a damaging expansive process that deteriorates cement-based structures over time. Various methods have been proposed to mitigate the effects of sulfate attack in concrete. Using Type II or Type V portland cement is an appealing approach to control sulfate attack. Additionally, incorporating supplementary cementitious materials (SCMs) such as class F fly ash, a by-product of coal combustion for electricity generation, has proven effective at mitigating sulfate attack damage. However, future availability of fly ash is uncertain due to the energy industry transitioning towards more sustainable methods of energy production rather than relying on coal combustion. Consequently, there is an incentive to seek alternative SCMs that can effectively mitigate sulfate attack while being environmentally sustainable and economically feasible. In this study, ASTM C1012, a globally recognized standard test method for sulfate evaluation, was employed to assess sulfate resistance of mortar specimens. In total, 14 mortar mixtures containing various types and concentrations of alternative SCMs, including silica fume, metakaolin, and pumicite along with two types of portland cement (Type I and Type I/II) were produced. The results indicated that Type I/II portland cement had greater sulfate resistance compared to Type I cement in mortar mixtures, regardless of the type and concentration of SCMsused. Additionally, although metakaolin considerably improved sulfate resistance, silica fume and pumicite used in this studyhad only limited impact on sulfate resistance of the specimens. When evaluating ternary mixtures, using a combination of 22.5% metakaolin and 7.5% fly ash to replace 30% of Type I portland cement resulted in the greatest sulfate resistance among all mortar mixtures, with 0.054% expansion after nine months of testing. It is worth mentioning that when using Type I/II portland cement and only 15% metakaolin (as a cement replacement), sulfate resistance was comparable to the ternary mixture with 22.5% metakaolin, 7.5% fly ash, and with Type I portland cement. Overall, the results showed that metakaolin, fly ash, and pumicitecan be considered effective SCMs for improving sulfate resistance.

20

Wpływ modułu molowego SiO2/Na2O aktywatora na kształtowanie właściwości materiałów geopolimerowych

Wieczorek Alicja, Koniorczyk Marcin, Trzuskowska Monika, Wróbel Piotr

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 6

453--457

PL

Celem pracy było określenie przydatności popiołu lotnego pochodzącego ze spalania węgla kamiennego w elektrociepłowni z terenu Łodzi do wytwarzania materiałów geopolimerowych. W pracy analizowano wpływ modułu molowego aktywatora (SiO2/Na2O) na proces przyrostu wytrzymałości w czasie zapraw modyfikowanych dodatkiem granulowanego żużla wielkopiecowego (0, 10 i 50% masowo względem popiołu lotnego). Ważnym aspektem przeprowadzonych analiz jest informacja o możliwości zagospodarowania lokalnie występujących produktów ubocznych po procesach przemysłowych.

EN

The objective of the study was to determine the suitability of fly ash derived from the combustion of hard coal in a heat and power plant located in Lodz to produce geopolymer. The study investigated the effect of the molar modulus of the activator (SiO2/Na2O) on the compressive strength over time in mortars modified with the addition of granulated blast furnace slag (0, 10 and 50%). An important aspect of the analyses is the possibility of managing locally occurring products from industrial processes.