Badania aktywności fazy szklistej w odpadach ze spalarni komunalnych i specjalnych

• Autorzy: Gołek Ł. , Kapeluszna E. , Rzepa K.

Warianty tytułu

EN

Investigations of the glass activity in municipal and special incinerating plants waste

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy podjęto niespotykaną w literaturze próbę zbadania aktywności szkieł, które mogą powstawać w żużlach i popiołach w różnego typu spalarniach odpadów. W tym celu przygotowano cztery szkła o składzie chemicznym tej fazy występującej w odpadach z kilku spalarni. Ponadto dla porównania przygotowano także szkła o składzie gehlenitu, anortytu oraz granulowany żużel wielkopiecowy, jako wzorce. Wyniki doświadczeń potwierdziły duży wpływ składu chemicznego szkieł na ich reaktywność i na przebieg hydratacji oraz przyrost wytrzymałości, w funkcji czasu twardnienia. Korzystna zawartość SiO2 zawiera się w granicach 41-42 %, a Al2O3 przekraczająca 16%. Wówczas nawet mała zawartość CaO, około 12%, i duża Na2O zapewniają dobrą reaktywność szkła i dobrą wytrzymałość zaczynów, w badanym okresie to jest do 28 dni. Jednak zawartość Na2O nie powinna przekraczać 12%. Najważniejszą fazą w zaczynach z punktu widzenia wytrzymałości, jak można było oczekiwać, jest faza C-A-S-H. Tak więc szkło występujące w odpadach powstających w spalarniach może wykazywać aktywność hydrauliczną po aktywacji związkami sodu.

EN

In the work the unfound in literature the activity of glasses which can be formed in slags and ashes in different incinerating plants. Four glasses with chemical composition of glasses found in the incinerating plants wastes were melted. Additionally the glasses having the composition of gehlenite, anortite and granulated blastfurnace slag as reference samples were melted too. The experimental results confirmed the effect of glasses chemical composition on their reactivity and hydration process as well as the compressive strength viz of hardening period. The favourable content of silica is in the range of 41-42% and Al2O3 higher than 16%. In this condition even law quantity of CaO, equal of 12% and high content of Na2O good glass reactivity and good paste strength in the experimental period of 28 days is assuring. However, the Na2O content shout not exceed 12%. The most important phase in the glass pastes for the strength is C-A-S-H, as it should be expected. Thus the glass occurring in the wastes of incinerating plants can have chemical ractivity, after activation with sodium hydroxide.

Słowa kluczowe

PL

spalanie odpadów; odpad komunalny; odpad specjalny; pozostałość po spaleniu; szkło; skład chemiczny; reaktywność; aktywacja alkaliczna

EN

waste combustion; municipal waste; special waste; combustion residue; glass; chemical composition; reactivity; alkali activation

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 22/84, nr 1
• Strony: 77--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gołek Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych

autor

Kapeluszna E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych

autor

Rzepa K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych

Bibliografia

• 1. V. D. Gluchovsky, Soil silicates, Kiev, USSR: Gostroiizdat Publish (1959)
• 2. „Cement industry in numbers 2014”, Polish Cement Associacion, Kraków 2014 r.
• 3. “Energy from wastes as an ecological vision of the future” Conference Proc., Katowice, 31.03.2016
• 4. E. Görlich,, Chemia krzemianów, PWN 1962
• 5. E. Görlich, Stan szklisty , Wydawnictwo AGH, Kraków, 1989
• 6. M. Handke, Krystalochemia krzemianów, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo – Dydaktyczne, Kraków, 2005
• 7. R. Feret, Slags for the manufacture of cement, Rev. Mater. Constr. Trav., (1939)
• 8. H. Kȕhl, Zement Chemie, Verlag Technik, Berlin, 1952
• 9. A. O. Purdon, The action of alkalis on blast furnace slag, J. Soc Chem Ind, 59, 191–202 (1940)
• 10. Regulation no 421/2014 of the European Parliament and of the Council of 16 April 2014 amending Directive 2003/87/EC establishing a scheme for greenhouse gas emission allowance trading within the Community, in view of the implementation by 2020 of an international agreement applying a single global market-based measure to international aviation emissions
• 11. G. Mascolo, Hydration products of synthetic glasses similar to blastfurnace slags, Cem. Concr. Res., 3, 207-213 (1973)
• 12. A. Derdacka, J. Małolepszy, Aktywacja syntetycznych żużli alkaliami, Cement Wapno Gips 47, 217-220 (1980)
• 13. J. Małolepszy, M. Petri, High strength slag alkaline binders, 8 th ICCC, Rio de Janeiro, Vol. IV, 108-112, Brazylia (1986)
• 14. F. P. Sorentino, M. Gimenez, Zewa (Zero waste) Process: A New Way for Co-Processing Steel Slag, 12th ICCC, T3-06.2, Montreal (2007)
• 15. S. Solacolu, P. Balta, Hydraulic properties of blast furnace slags in the MgO-CaO-Al2O3-SiO2 System containing manganese and sulphur, Rev. Mat. Const. Trav. Publ., 95, 583 (1964)
• 16. S. Solacolu, The significance of the thermal equilibria of the system MgO-CaO-Al2O3-SiO2 with regard to the melting and granulating of blast-furnace slags, Zement-Kalk-Gips, 11, 125 - 137 (1958)
• 17. H. G. Smolczyk, Slags structure and identification of slags, 7th ICCC Paris, vol I, s. III-113, Paris (1980)
• 18. R. Dron, F. Brivot, The reactivity of granulated slag, 7th ICCC Paris, vol. II, p. 3-134, Paris (1980)
• 19. R. Dron, Structure and reactivity of granulated slags, 8th ICCC Rio de Janeiro, vol. IV, p. 81, Brazylia (1986)
• 20. F. W. Locher, Hydraulic properties and hydration of glasses of the system CaO-Al2O3-SiO2, 4th ICCC Washington, vol. I, p. 267, Washington (1960)
• 21. Ł. Gołek, E. Kapeluszna, Comparison of the properties of alkali activated monticellite and gehlenite glasses, Cement Wapno Beton, 81, 416—421 (2014)
• 22. J. Deja, Ł. Gołek, Ł. Kołodziej, Application of glass cullet in binder production, Cement Wapno Beton, 78, 349-354 (2011)
• 23. Ł. Gołek, J. Deja, M. Sitarz, Z. Fojud, The role of aluminium ions during the slag activation proces, European Journal of Glass Science and Technology. Part B, Physics and Chemistry of Glasses; 55, 111–117 (2014)
• 24. Z. Pavlík, M. Keppert, M. Pavlíková, J. Žumár, J. Fořt, R. Černý, Mechanical, hygric, and durability properties of cement mortar with MSWI bottom ash as partial silica sand replacement, Cement Wapno Beton, 81, 67 – 80 (2014)
• 25. M.J. Łączny, G. Majka, M. Cempa-Balewicz, Study on the impact of fluidized bed ash processed by carbonation on mechanical properties of cement mortar, 83, 265 - 273 (2016)
• 26. F. Puertas, C. Varga, M. Del Mar Alonso, M. Aranzazu Diaz-Bautista, S. Lizarraga, New technology for alternative pozzolanic additions for Portland cement from abandoned landfills, Cement Wapno Beton, 82, 88 - 105 (2015)
• 27. T. Kavas, G.N. Angelopoulos, R.I. Iacobescu, Production of belite cement using boron and red mud wastes, Cement Wapno Beton, 82, 328- 334 (2015)
• 28. W. Satarin, 6th ICCC, , vol. 3, p. 45 – 56. Moscow (1974)
• 29. Ł. Gołek, Wpływ składu chemicznego szkieł glinokrzemianowych na proces ich alkalicznej aktywacji, praca doktorska, Influence of chemical composition of aluminum-silica glasses on their alkaline activation process, AGH, Kraków (2008)
• 30. M. C. G. Juenger, R. Siddique, Recent advances in understanding the role of supplementary cementitious materials in concrete, Cem. Concr. Res., 45, p. 71-80 (2015)
• 31. C. Shi, P. Krivenko, M. Della-Roy, „Alkali-Activated Cements and Concretes”, Taylor and Francis, London, New York, (2006)
• 32. J. F. MacDOWELL, Hydrogarnet-gehlenite hydrate cements from calcia-alumina-silica glasses, 8th ICCC Rio de Janeiro, Vol. IV, p. 423, Brasil (1986)

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).