Parametry wytrzymałościowe fluidalnego popiołu lotnego z Elektrowni „Połaniec”

• Autorzy: Gruchot A. , Zydroń T. , Gałowicz E.

Warianty tytułu

EN

Mechanical Properties of Fluidized Fly Ash from Power Station “Połaniec"

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Production of electricity and heat energy in Poland is largely based on the combustion of coal and lignite in power plants. Combustion of coal is associated with the production of significant quantities of wastes. Given the possibilities of their using, the most important product of combustion is fly ash and recently – fluidized fly ash. Tests on properties of fluidized fly ash are mainly focused on determining the impact of its addition on the mechanical properties of concrete or the setting time of self-hardening slurries, while little is known about its mechanical parameters. The aim of the study was to determine the impact of density, moisture content and maintenance duration on shear strength, CBR ratio and compressive strength of fluidized fly ash from Power Plant "Połaniec". The study was performed in terms of assessing their possibility of use for the purpose of road construction. CBR ratio was determined at three various values of moisture content determined from compaction curve of the fly-ash. CBR ratio tests were done for samples directly after compaction and after 4 days of the soaking in water. Shear strength was determined in a direct shear apparatus on samples compacted at a moisture content close to the optimum and three values of the compaction index IS = 0.90, 0.95 and 1.00. Determination of compressive strength was carried out on samples immediately after preparation and after 7, 14, 28 and 42 days of air, air-water and air-water maintenance process including 3, 7, and 14 cycles of freezing and de-freezing. The results revealed that in accordance with the geotechnical nomenclature the tested fluidized fly-ash's grain-size distribution corresponds to sandy silts. The fly-ash has high value of maximum dry density. CBR ratio of fly-ash samples after 4 days of soaking in water were very high and ranged from 199 to 277%. It can be underline that in case of both tests series, the obtained CBR indexes were positively correlated with increasing initial moisture content of tested samples. The parameters of the shear strength were high. It was stated that the higher values of compaction indexes, the higher values of the angle of internal friction and cohesion were obtained. The compressive strength of samples was high, ranging from over 2.2 MPa to approximately 6.0 MPa. The largest increase in strength was obtained after 7 days of maintenance. The maximum values of compressive strength after 42 days of maintenance, were obtained for samples which were subjected to air and air-water maintenance process. Freeze-thaw resistance index value obtained for a short 3 cycles of freezing and de-freezing process was greater than 1.0, which means that tested fly-ash was not prone to freezing process. Increasing number of freezing and de-freezing cycles affected the freeze-thaw resistance index value, which was well below 1.0, indicating a significant loss of compressive strength. To sum up, the test results on the fluidized fly ash from Power Plant "Połaniec" revealed that the fly-ash has good compaction properties, bearing capacity and shear strength. In contrast, the particle size of the fly-ash is unfavorable from the viewpoint of its use in road embankments. In turn, the results of the CBR and compressive strength tests confirmed the presence of hydration properties of fluidized fly ash thus indicating the possibility of its use in road hydraulic binders.

Słowa kluczowe

PL

fluidalny popiół lotny; wytrzymałość na ścinanie; wskaźnik nośności CBR; wytrzymałość na ściskanie; budownictwo drogowe

EN

fluidized fly ash; shear strength; CBR ratio; compressive strength; road construction

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Tom 17, cz. 2
• Strony: 1622--1641
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Gruchot A.

• Uniwersytet Rolniczy, Kraków

autor

Zydroń T.

• Uniwersytet Rolniczy, Kraków

autor

Gałowicz E.

• Uniwersytet Rolniczy, Kraków

Bibliografia

• 1. Bastian S.: Betony konstrukcyjne z popiołem lotnym. Arkady, Warszawa 1980.
• 2. Brzozowski P.: Możliwości wykorzystania popiołów lotnych ze spalania w kotłach fluidalnych do betonów układanych pod wodą. Budownictwo i Inżynieria Środowiska. 2, 5–11 (2011).
• 3. Dąbrowski J., Dąbrowski T., Piecuch T.: Laboratoryjne badania nad skutecznością odsiarczania spalin metodą wapniową. Ekonomia i Środowisko. 4(47), 137–145 (2013).
• 4. Dulewski J.: Ustawa o odpadach a wykorzystanie przemysłowe odpadów w górnictwie podziemnym. Materiały IV konferencji „Problemy zagospodarowania odpadów mineralnych”. KGHM Polska Miedź SA, Lublin, Agencja Budowy i Eksploatacji Autostrad, Warszawa, Agencja Gospodarki Odpadami „AGOS” S.A., Katowice, Wisła. 125–130 (1998).
• 5. Filipiak J.: Popiół lotny w budownictwie. Badania wytrzymałościowe gruntów stabilizowanych mieszanką popiołowo-cementową. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 13, 1043–1054 (2011).
• 6. Filipiak J.: Wykorzystanie ubocznych produktów spalania jako stabilizatora do wzmacniania gruntów organicznych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 15, 1153–1163 (2013).
• 7. Galos K., Uliasz-Bocheńczyk A.: Źródła i użytkowanie popiołów lotnych ze spalania węgli w Polsce. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. 1, 23–42 (2005).
• 8. Gawlicki M., Wons W.: Właściwości fizykochemiczne popiołów lotnych z kotłów fluidalnych i ich wpływ na wybrane cechy użytkowe mieszanek drogowych. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych. 12, 18–27 (2013).
• 9. Gawlicki M., Wons W.: Popioły lotne z kotłów fluidalnych jako składniki popiołowo-cementowych spoiw drogowych. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych. 8, 69–78 (2012).
• 10. Giergiczny Z.: Rola popiołów lotnych wapniowych i krzemiankowych w kształtowaniu właściwości współczesnych spoiw budowlanych i tworzyw cementowych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Monografia nr 325, Kraków 2006.
• 11. Glinicki M., Ładyżyński K.: Aktywowany popiół lotny z kotłów o spalaniu fluidalnym – nowy dodatek do betonów. Materiały XVIII Konferencja Naukowo-Technicznej „Beton i prefabrykacja”. 1, 120–127 (2002).
• 12. Gruchot A., Marcinów K.: Wytrzymałość na ścinanie fluidalnych popiołów lotnych poddanych pielęgnacji powietrznej i wodnej. Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, maszynopis, 2014.
• 13. Gruchot A.T.: Charakterystyka geotechniczna wybranych odpadów poenergetycznych w aspekcie wykorzystania ich do budownictwa drogowego. Materiały XV Krajowej Konferencja Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej „Problemy geotechniczne i środowiskowe z uwzględnieniem podłoży ekspansywnych”. Wydawnictwo Uczelniane UTP, Bydgoszcz. 253–258 (2009).
• 14. Gruchot A., Zawisza Z., Aksamit M.: Wpływ wilgotności na wartości wskaźnika nośności wybranych odpadów przemysłowych. Przegląd Górniczy. 11/12, 138–142 (2009).
• 15. Iwanek P., Jelonek I., Mirkowski Z.: Wstępne badania popiołów z kotła fluidalnego w aspekcie ich zagospodarowania. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. 24(4/4), 91–104 (2008).
• 16. Jarema-Suchorowska S., Kuczok B.: Właściwości popiołów z kotłów fluidalnych w energetyce w aspekcie warunków gospodarczego wykorzystania tych odpadów. Energetyka, Biuletyn Naukowo-Techniczny Energo- pomiaru. 1(235), 2010.
• 17. Kabała J., Brzozowski B., Listkiewicz J.: Zastosowanie spoiwa STABILIZER wytworzonego na bazie produktów spalania węgla odsiarczania spalin z kotłów fluidalnych EL. Turów S.A. do stabilizacji gruntów i budowy nasypów w budownictwie drogowym. ELTUR-WAPORE Sp. z o.o., Bogatynia 2003.
• 18. Kraszewski C., Pachowski J.: Popioły w drogownictwie – wymagania i zastosowanie. Materiały Seminarium Technicznego „Popioły w drogownictwie”. Licheń Stary k. Konina. 13–22 (2003).
• 19. Kubissa W., Wilińska I., Pałuba M.: Badania właściwości betonów cementowych wykonanych z udziałem odpadów przemysłowych. Konstrukcje – Elementy – Materiały. 1, 35–39 (2013).
• 20. Łaskawiec K., Gębarowski P., Zapotoczna-Sytek G., Małolepszy J.: Zastosowanie popiołów ze spalania węgla kamiennego w kotłach fluidalnych do produkcji betonów komórkowych. Cement, wapno, beton. 1, 14–23 (2012).
• 21. Małolepszy J.: Wykorzystanie ubocznych produktów spalania węgla w kotłach fluidalnych do produkcji materiałów budowlanych. Materiały VI Konferencja Naukowo-Techniczna „Zagadnienia materiałowe inżynierii lądowej”, MATBUD 2011, Kraków 2011.
• 22. Mały Rocznik Statystyczny Polski. Główny Urząd Statystyczny. Zakład Wydawnictw Statystycznych. Warszawa 2014.
• 23. Nowak W., Majchrzak-Kucęba I., Majchrzak A.: Nowe kierunki zagospodarowania popiołów lotnych. Materiały XVIII Konferencji „Popioły z energetyki”, Zakopane. 37–54 (2011).
• 24. Pachowski J., Wileński P.: Badania przydatności kruszywa ze złoża kotła fluidalnego spalania węgla kamiennego w EC Żerań dla celów drogowych. IBDiM, Kielce. 2000.
• 25. Piecuch T., Dąbrowski T., Hryniewicz T., Żuchowicki W.: Polish-Made Pyrolytic Convective Waste Utilizer of WPS Type. Structure, Principle of Operation and Evaluation. Problems of Residue Management After Thermal Waste Utilization. The Journal of Solid Waste Technology and Management. 26(3&4), 168–186 (1999).
• 26. Piecuch T., Dąbrowski J.: Projekt koncepcyjny budowy Zakładu Termicznej Utylizacji Odpadów dla Gminy Połczyn-Zdrój. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 16, 196–222 (2014).
• 27. PN-EN ISO 14688-2:2006. Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 2: Zasady klasyfikowania. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• 28. PN-S-02205:1998. Drogi samochodowe. Roboty zimne. Wymagania i badania. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• 29. PN-S-06103:1997. Drogi samochodowe. Podbudowa z betonu popiołowego. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• 30. Pomykała R., Kępys W., Łyko P.: Wpływ temperatury oraz dodatku cementu na czas wiązania zawiesin popiołowo-wodnych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 15, 1818–1833 (2013).
• 31. Pyssa J.: Odpady z energetyki – przemysłowe zagospodarowanie odpadów z kotłów fluidalnych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. 21(3), 83–92 (2005).
• 32. Rosik-Dulewska C.: Podstawy gospodarki odpadami. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• 33. Szydło A.: Wykorzystanie mieszanin popiołowo-żużlowych z Elektrociepłowni Wrocław w budownictwie drogowym. Materiały. Seminarium Technicznego „Popioły w drogownictwie”. Licheń Stary k. Konina. 93–101 (2003).
• 34. Zapotoczna-Sytek G., Łaskawiec K., Gębarowski P., Małolepszy J., Szymczak J.: Popioły lotne nowej generacji do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego. Monografia. Wydawnictwo Instytut Śląski Sp.z o.o., Warszawa 2013.