Zawiesiny twardniejące na bazie odpadów poprocesowych jako materiały uszczelniające obiekty hydrotechniczne

• Autorzy: Falaciński Paweł , Szarek Łukasz , Wojtkowska Małgorzata , Bogacki Jan , Drużyński Piotr , Dudzik Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/22.2023.9.1

Warianty tytułu

EN

Hardening suspensions based on post-processing waste as sealing materials in hydro-technical facilities

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja Technicznej Kontroli Zapór (20 ; 12-15.09.2023 ; Chorzów ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z materiałów stosowanych do uszczelnień budowli piętrzących są zawiesiny twardniejące, które znalazły szerokie zastosowanie m.in. w przesłonach przeciwfiltracyjnych. W zawiesinach twardniejących od lat stosuje się uboczne produkty spalania węgla, a ostatnio podjęto próby zaimplementowania w składzie zawiesin nowych rodzajów odpadów poprocesowych, takich jak np. popioły z termicznego przekształcania odpadów komunalnych. Stosowanie materiałów odpadowych pożądane z punktu widzenia gospodarowania odpadami może mieć negatywny wpływ na właściwości zawiesin oraz inne aspekty środowiska, np. wody gruntowe. W wyniku kontaktu przesłon przeciwfiltracyjnych z wodami gruntowymi może dojść do ich zanieczyszczenia substancjami znajdującymi się w wykorzystanych odpadach. W pracy podjęto próbę określenia wpływu wybranych odpadów poprocesowych na właściwości zawiesin twardniejących oraz poziomu uwalniania z nich metali ciężkich pochodzących z wykorzystanych materiałów odpadowych. Na bazie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że możliwe jest wykonanie zawiesin twardniejących na bazie odpadów poprocesowych o pożądanych właściwościach technologicznych i użytkowych, jednak intensywność uwalniania z nich ołowiu przekroczyła założone kryteria.

EN

One of the materials used to seal damming structures are hardening suspensions, widely used in such elements as anti-filtration screens. For years, hardening suspensions have been made based on coal combustion byproducts. Recently, attempts have been taken to implement new types of post-processing waste in their composition, such as ashes from municipal waste incineration. The use of waste materials, beneficial from the waste management point of view, may have negative impact on the suspensions properties and other environmental aspects, such as groundwater. The groundwater having contact with anti-filtration screens may become polluted with substances contained in the used waste. The article constitutes an attempt at determining the impact of selected post-processing waste on the hardening suspensions properties and the level of heavy metals discharge from the used waste material. Based on the conducted research, the authors state that it is possible to use hardening suspensions based on the post-processing waste to give them the desired technological and useful properties; however, the intensity of lead discharge exceeded the assumed criteria.

Słowa kluczowe

PL

przesłony przeciwfiltracyjne; zawiesiny twardniejące; uboczne produkty spalania; popioły z TPOK; aspekt środowiskowy; metale ciężkie

EN

anti-filtration screens; hardening suspensions; combustion byproducts; ashes from municipal waste incineration; environmental aspect; heavy metals

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gospodarka Wodna
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 9
• Strony: 2--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab.

Twórcy

autor

Falaciński Paweł

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, ul. Nowowiejska 20, 00-63 Warszawa, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-7090-5233

autor

Szarek Łukasz

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, ul. Nowowiejska 20, 00-63 Warszawa, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-5794-9271

autor

Wojtkowska Małgorzata

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, ul. Nowowiejska 20, 00-63 Warszawa, Polska

• https://orcid.org/0000-0003-2940-8598

autor

Bogacki Jan

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, ul. Nowowiejska 20, 00-63 Warszawa, Polska

• https://orcid.org/0000-0003-2353-1077

autor

Drużyński Piotr

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, ul. Nowowiejska 20, 00-63 Warszawa, Polska

autor

Dudzik Mateusz

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej, ul. Nowowiejska 20, 00-63 Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] BN-90/1785-01:1990. Płuczka wiertnicza. Metody badań w warunkach polowych.
• [2] Borys M. 2012. "Przegrody przeciwfiltracyjne z zawiesin twardniejących w korpusach i podłożu wałów przeciwpowodziowych". Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie 55(2).
• [3] EN 12457-2: 2002 Characterisation of waste - Leaching - Compatibility test on leaching of granular waste materials and sludges. Part 4: Singlestage batch testing with a ratio of the liquid to 10l/kg solid phase in case of materials with particle sizes of less than 10 mm.
• [4] EN 450-1:2012 Fly ash for concrete. Definition, specifications and conformity criteria.
• [5] Falaciński P. 2018. Odporność filtracyjna zawiesin twardniejących z popiołami fluidalnymi w warunkach agresji chemicznej. Prace Naukowe Politechniki warszawskiej. Inżynieria Środowiska.
• [6] Falaciński P., Garbulewski K., Kledyński Z., Skutnik Z., & Ziarkowska K. 2005. "Fluidised fly-ash cement-bentonite cut-off walls in flood protection". Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics 52(1): 7-20.
• [7] Falaciński P., Szarek Ł. 2016. "Possible applications of hardening slurries with fly ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in environmental protection structures". Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics 63(1): 47-61.
• [8] Falaciński P., Szarek Ł. 2016. "Possible Applications of Hardening Slurries with Fly Ash from Thermal Treatment of Municipal Sewage Sludge in Environmental Protection Structures". Archives of Hydroengineering and Environmental Mechanics 63(1). DOl: 10.1515/heem-2016-0004.
• [9] Falaciński P, Szarek Ł. 2022. "Potential Use of Municipal Waste Incineration Ash as a Hardening Slurry Ingredient". Minerals 12(5): 655.
• [10] Kledyński Z. 1989. "Wykorzystanie statystycznego planowania doświadczeń w poszukiwaniu mrozoodpornej zawiesiny twardniejącej". Gospodarka Wodna (9): 181-184.
• [11] Kledyński Z., Falaciński P., Machowska A. Dyczek J. 2016. "Utilisation of CFBC fly ash in hardening slurries for flood-protecting dikes". Archives of Civil Engineering 62(3): 75-88.
• [12] Kledyński Z., Falaciński P., Machowska A, Szarek Ł., Krysiak Ł. 2021. "Hardening Slurries with Fluidized-Bed Combustion By-Products and Their Potential Significance in Terms of Circular Economy". Materials 14(9). DOl: 10.3390/ma14092104.
• [13] Kledyński Z., Machowska A. 2013. "Hardening slurries with ground granulated blast furnace slag activated with fluidal fly ash from lignite combustion". Przemysł Chemiczny 92(4): 490-497.
• [14] Kledyński Z., Rafalski L. 2009. Zawiesiny twardniejące. Warszawa: KILiW PAN, IPPT PAN.
• [15] Konkol J. 2007. Wprowadzenie do praktycznego planowania eksperymentu, 43-58. Kraków: StatSoft Polska.
• [16] Łaskawiec K., Michalik A., Małolepszy J., Zapotoczna-Sytek G. 2010. "Badania nad zastosowaniem popiołów lotnych ze spalania węgli w kotłach fluidalnych do wytwarzania autoklawizowanego betonu komórkowego". Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych 3: 123-140.
• [17] PN-85/G-02320:1985. Wiertnictwo. Cementy i zaczyny cementowe do cementowania w otworach wiertniczych.
• [18] PN-EN 12390-3:2011 Badania betonu - Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
• [19] PN-EN ISO 15586-2005 Jakość wody - Oznaczanie pierwiastków śladowych metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej z piecem grafitowym.
• [20] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów (Dz.U. 2013 poz. 523).
• [21] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz.U. 2014 poz. 1800).
• [22] Rozporządzenie Ministra Klimatu z dnia 2 stycznia 2020 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. 2020 poz. 10).
• [23] Szarek Ł. 2019. Wpływ Dodatku Popiołu Z Termicznego Przekształcania Komunalnych Osadów Ściekowych Na Wybrane Właściwości Zawiesin Twardniejących. W. J. Winter, A. Wit, P. Popielski, E. Sieinski (Eds.) Monitoring I Bezpieczeństwo Budowli Hydrotechnicznych, 329-340. Warszawa: IMGW-PIB.
• [24] Szarek Ł., Krysiak Ł. 2020. "Environmental aspect of using ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in hardening slurries". Environment Protection Engineering 46(4).
• [25] Szarek Ł., Wojtkowska M. 2018. "Properties of fly ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in terms of EN 450-1". Archives of Environmental Protection 44(1). DOI: 10.24425/118182.
• [26] Warunki techniczne wykonywania ścian szczelinowych. 2003. Warszawa: IBDiM.
• [27] Van der Sloot H. A, Van Zomeren A. Meeussen J. C. L., Hoede D., Rietra R. P. J. J., Stenger R., Lang T., Schneider M., Spanka G., Stoltenberg-Hansson E., Lerat A., Dath P. 2011. Environmental Criteria for cement based products. ECN.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).