Możliwości wykorzystania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach cementowych

• Autorzy: Głowacka Anna , Kiper Justyna , Horszczaruk Elżbieta , Strzałkowski Jarosław

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2024.08.03

Warianty tytułu

EN

Possibilities of using bottom ashes from the combustion of sewage sludge in cement concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poszukiwanie alternatywnych materiałów mogących zastąpić podstawowe składniki betonu to jeden z najważniejszych kierunków badań naukowych ostatnich lat. W artykule przedstawiono wyniki badań zastosowania w betonie popiołów paleniskowych powstających w wyniku obróbki termicznej osadów ściekowych w jednej z polskich spalarni. Opisano zmiany właściwości mechanicznych i termicznych betonów cementowych, w których cement został zastąpiony popiołem paleniskowym w ilości: 0, 10, 20 i 30% objętości cementu. Przeprowadzone badania wykazały możliwość stosowania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.

EN

The search for alternative materials that can replace the basic components of concrete is one of the most important directions of scientific research in recent years. The article presents the results of research on the use of bottomash generated as a result of thermal treatment of sewage sludge in concrete in one of the Polish incinerators. Changes in the mechanical and thermal properties of cement concretes were described in which the cement was replaced with bottom ash in the following amounts: 0, 10, 20 and 30% of the cement volume. The tests carried out showed the possibility of using bottom ash from the combustion of sewage sludge in structural concrete.

Słowa kluczowe

PL

beton cementowy; popioły paleniskowe; spalanie osadów ściekowych; substytut cementu; wytrzymałość na ściskanie; przewodność cieplna; badanie laboratoryjne

EN

cement concrete; bottom ash; sewage sludge incineration; cement substitute; compressive strength; thermal conductivity; laboratory test

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 8
• Strony: 11--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Głowacka Anna

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0002-4733-5920

autor

Kiper Justyna

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0001-7880-6627

autor

Horszczaruk Elżbieta

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0003-0840-5048

autor

Strzałkowski Jarosław

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szczecin

• https://orcid.org/0000-0001-7001-9303

Bibliografia

• [1] Braguglia C.M., Bagnuolo G., Gianico A., Mininni G., Pastore C., Mascolo G. Preliminary results of lab-scale investigations of products of incomplete combustion during incineration of primary and mixed digested sludge. Environ Sci Pollut Res. 2016; DOI 10.1007/s11356-015-5653-6.
• [2] Donatello S., Freeman-Pask A., Tyrer M., Cheeseman C.R. Effect of milling and acid washing on the pozzolanic activity of incinerator sewage sludge ash. Cement and Concrete Composites. 2010; DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2009.09.002.
• [3] Lynn J.C., Dhirv R., Ghataora G., West P.R. Sewage sludge ash characteristics and potential for use in concrete. Constr. Build. Mater. 2015; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.08.122.
• [4] Hwang C.L. et all. Properties of alkali-activated controlled low-strength material produced with waste water treatment sludge, fly ash, and slag. Constr. Build. Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.014.
• [5] Yusuf R.O., Noor Z.Z., Din M.D.F.M.D., Abba A.H. Use of sewage sludge ash (SSA) in the production of cement and concrete – areview. Int. J. Glob. Environ. 2012; 12: 214 - 228.
• [6] Kikuchi R. Recycling of municipal solid waste for cement production: Pilot-scale test for transforming incineration ash of solid waste into cement clinker. Resour Conserv Recycl. 2001; https://doi.org/10.1016/S0921-3449(00)00077-X.
• [7] Nadal M., Schuhmacher M., Domingo J.L. Cost – benefit analysis of using sewage sludge as alternative fuel in a cement plant: a case study. Environ Sci Pollut Res. 2009; DOI 10.1007/s11356-008-0063-7.
• [8] Ghiocel A.N., Panaitescu V.N. Using sewage sludge as an alternative fuel for the cement production process. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018; DOI 10.1088/1757-899X/400/2/022029.
• [9] Chiou I.J., Wang K.S., Chen CH.-H., YLin Y.-T. Lightweight aggregate made from sewage sludge and incineratedash. Waste Manage. 2006; 26: 1453.
• [10] Haustein E., Kuryłowicz-Cudowska A., Łuczkiewicz A., Fudala-Ksiazek S., Cieślik B.M. Influence of Cement Replacement with Sewage Sludge Ash (SSA) on the Heat of Hydration of Cement Mortar. Materials. 2022; https://doi.org/10.3390/ma15041547.
• [11] Chen Z., Poon C.S. Comparative studies on the effects of sewage sludge ash and fly ash on cement hydration and properties of cement mortars. Constr Build Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.08.003.
• [12] Szulej J., Ogrodnik P., Powęzka A., Sumorek A. Wpływ popiołów ze spalania komunalnych osadów ściekowych na cechy wytrzymałościowe betonu zawierającego recyklingowe kruszywo ceramiczne. Materiały Budowlane. 2023; 12: 42 - 46.
• [13] Jamshidi A., Jamshidi M., Mehrdadi N., Shasavandi A., Pacheco-Torgal F. Mechanical Performance of Concrete with Partial Replacement of Sand by Sewage Sludge Ash from Incineration. Mater. Sci. Forum. 2012; 730 - 732, 462 - 46.
• [14] Kosior-Kazberuk M. Application of SSA as Partial Replacementof Aggregate in Concrete. Polish J. of Environ. Stud. 2011; 20, 2: 365 - 370.
• [15] Giergiczny Z., Król A. Immobilization of heavy metals (Pb, Cu, Cr, Zn, Cd, Mn) in the mineral additions containing concrete composites. Journal of Hazardous Materials. 2008; https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.03.007.
• [16] Kiper J., Głowacka A., Rucińska T. Analysis of the Variability of the Composition of Sewage Sludge Before and After Drying Treatment – SEM Studies. Journal of Ecological Engineering. 2019; DOI:10.12911/22998993/109864.
• [17] Zdeb T., Tracz T., Adamczyk M. Physical, mechanical properties and durability of cement mortars containing fly ash from the sewage sludge incineration process. Journal of Cleaner Production. 2022; https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131055.
• [18] PN-EN 206+A2:2021-08 Beton. Wymagania, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność.
• [19] PN-EN-12350-2:2019-07 Badania mieszanki betonowej – Cześć 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka.
• [20] PN-EN 12390-3:2019-07 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
• [21] PN-EN 450-1:2012. Popiół lotny do betonu – Część 1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.