Charakterystyka tworzyw ceramicznych otrzymanych z udziałem zużytych mas odlewniczych ze spoiwem organicznym

• Autorzy: Pytel Z.

Warianty tytułu

EN

Characteristic of ceramic materials obtained with used moulding sands containing organic binders

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Referat zawiera wyniki badań tworzyw ceramicznych otrzymanych z mas plastycznych, w których składnikiem przeznaczonym do schudzania surowca ilastego były zużyte masy odlewnicze. Wprawdzie masy te pochodziły z różnych odlewni, to jednak wspólną ich cechą był rodzaj spoiwa wykorzystywanego do ich przygotowania. Spoiwa te należały do grupy spoiw organicznych, opartych na żywicach furanowych lub fenolowo-formaldehydowych. Ze względu na potencjalną możliwość emisji do atmosfery szkodliwych substancji gazowych w postaci wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), mogących się uwalniać w warunkach wysokich temperatur charakterystycznych dla procesu wypalania wyrobów ceramicznych, podjęte badania stanowią próbę utylizacji jednego z najbardziej niebezpiecznych rodzajów zużytych mas odlewniczych. Koncepcja badań przewiduje otrzymanie zasadniczo dwóch rodzajów tworzyw ceramicznych. Pierwszy rodzaj stanowi tworzywo referencyjne otrzymane z masy ceramicznej, w której rolę dodatku schudzającego surowiec ilasty spełnia tradycyjny dodatek w postaci piasku kwarcowego pochodzenia naturalnego. Drugi rodzaj stanowią tworzywa eksperymentalne otrzymywane również z mas ceramicznych, lecz w tym przypadku dodatkiem schudzającym był materiał krzemionkowy otrzymany w wyniku odpowiedniego przetworzenia zużytych mas odlewniczych zawierających pozostałości spoiw organicznych, wprowadzany w ekwiwalentnej ilości w stosunku do piasku kwarcowego. Ocenę przydatności tego rodzaju surowca wtórnego we wspomnianym kierunku utylizacji, przeprowadzono w oparciu o wynik analizy porównawczej obu rodzajów tworzyw, obejmującej swym zakresem ich podstawowe cechy użytkowe oraz wybrane elementy mikrostruktury. Uzyskane wyniki badań świadczą o braku negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne związane z potencjalną możliwością emisji WWA w trakcie produkcji tworzyw ceramicznych z udziałem zużytych mas odlewniczych zawierających pozostałości spoiw organicznych, jak również potwierdzają możliwość otrzymywania z ich udziałem tworzyw ceramicznych odznaczających się porównywalnymi właściwościami w stosunku do tworzyw referencyjnych.

EN

This study summarises the properties of ceramic materials based on plastic mixes, containing used moulding sands as the leaning agent. Though the moulding sands came from several foundry plants, they contain the same binding agent. These bonding agents belong to the group of organic binders based on furane or phenol-formaldehyd resins. In the context of potential hazards associated with hazardous gas emissions in the form of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) released at high temperatures required during the burning of ceramic products, research work is undertaken to work out the method of disposal of one of the most hazardous types of used moulding mix. Two types of ceramic materials are going to be obtained. The first type is the reference material made of the ceramic mix containing the natural silica sand as the leaning agent. The second type of ceramic products are experimental materials produced from ceramic mixes too, but in this case, the leaning agent was silica raw material obtained as a result of waste foundry moulding mixes recycling. Those waste mixes contained some residues of organic binders. The waste raw material was introduced into the final mix in amount equivalent to quartz mass in reference mix. The usability of this type of recycled product is assessed by comparative analysis of the two materials, covering their functional parameters and selected elements of microstructural analysis. Results indicate there are no negative environmental impacts associated with potential PAHs emissions during the manufacturing process of the ceramic materials containing used sand mix with organic binders and show that thus obtained ceramic materials are comparable to the reference materials in terms of their functional qualities and parameters.

Słowa kluczowe

PL

ochrona środowiska; materiał ceramiczny; materiał budowlany; dodatki schudzające; surowce schudzające; masa odlewnicza; masa zużyta; spoiwo organiczne

EN

environment protection; ceramic material; building material; moulding sand; used sand; organic binder

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 12, iss. 1s
• Strony: 153--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pytel Z.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Wyszomirski, P. & Galos, K. (2003). Ceramika Budowlana, Vol. XLV, Nr 3, s. 3-8.
• [2] Praca zbiorowa pod redakcją J. Małolepszego oraz w zespole autorskim: M. Gawlicki, W. Pichór, E. Brylska, W. Brylicki, A. Łagosz, W. Nocuń-Wczelik, M. Petri, Z. Pytel, W. Roszczynialski, J. Stolecki, Materiały budowlane. Podstawy technologii i metody badań, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2004.
• [3] Awgustynik, A.J. (1980). Ceramika, Wyd. Arkady, Warszawa, 1980.
• [4] Najlepsze Dostępne Techniki (BAT), Wytyczne branży ceramiki budowlanej i ogniotrwałej, listopad 2004.
• [5] Żmudzińska, M. & Latała-Holtzer, M. (2005). Odpadowe masy formierskie - możliwości ich utylizacji, Przegląd Odlewnictwa, Nr 1, s. 34-36.
• [6] Pezarski, F., Maniowski, Z., Baliński, A., Izdebska-Szanda, I., & Smoluchowska, E. (1995). Attempts at Utilization of the Used Moulding and Core Sands in Manufacture of Building Ceramics, I International Conference „Modern Foundry Technologies – Environmental Protection”, Kraków, 6-8 września 1995, pp. 56-60.
• [7] Pytel, Z. (2008). Production and exploitation of ceramic building materials having foundry waste materials, Archives of Foundry Engineering, Vol. 8, Special Issues 2, pp. 4955.
• [8] Pytel, Z. (2011). Characteristic Features of Ceramic Materials Containing Waste Moulding Sand, Materiały Ceramiczne (Ceramic Materials), Vol. 63, Nr 1, pp. 64-73.
• [9] Lewandowski, J.L. (1997). Tworzywa na formy odlewnicze, Wydawnictwo Akapit, Kraków.
• [10] Monografia pt. „Metody ograniczenia odpadów z procesów odlewniczych oraz sposoby ich zagospodarowania”, Praca zbiorowa pod redakcją Mariusza Holtzera i Józefa Dańko oraz w zespole autorskim: Józef Dańko, Mariusz Holtzer, Jan Małolepszy, Zdzisław Pytel, Rafał Dańko, Marek Gawlicki, Artur Łagosz, Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2010.
• [11] Pytel, Z. (2009). Wykorzystanie zużytych mas odlewniczych do produkcji ceramicznych materiałów budowlanych – Część 1, Materiały Ceramiczne, Vol. 61, 3, s. 201-207.
• [12] Projekt wynalazczy p.t. „Sposób przetworzenia i wykorzystania zużytych mas odlewniczych”, zgłoszenie patentowe nr P–389371 z mocą od dnia 23.10.2009.
• [13] PN-EN 771-1:2005 - Wymagania dotyczące elementów murowych, cz. 1: Elementy murowe ceramiczne.
• [14] PN-EN 772-13:2001 – Metody badań elementów murowych. Cześć 13: Określenie gęstości netto i gęstości brutto elementów murowych w stanie suchym (z wyjątkiem kamienia naturalnego).
• [15] PN-EN 772-1:2001 – Metody badań elementów murowych. Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie.
• [16] PN-B-12016:1970 – Wyroby ceramiki budowlanej. Badania techniczne.