Waste sludge from washing dolomite aggregates as a raw material for brick production

• Autorzy: Kłosek-Wawrzyn Ewelina , Łój Grzegorz , Bugaj Anna , Wons Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2019.128532

Warianty tytułu

PL

Odpad z płukania kruszywa dolomitowego jako surowiec podstawowy w produkcji ceramiki budowlanej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The amount of waste from washing dolomite aggregates increases continuously. Aggregates are washed to remove clayey pollutants. They consist of a large amount of clay minerals and carbonates. Their properties and amount depends on the type of raw material and type of washing technology. Utilization of waste from washing aggregates is common problem and has not been sought out yet. Their usage as the raw material in ceramics might be environmentally friendly way to utilize them. This paper presents technological properties, phase composition and microstructure analysis of materials made of waste sludge from washing dolomite aggregates. Research was divided into three parts: technological properties analysis, phase composition analysis and microstructure analysis. Samples made of waste dolomite sludge were formed in laboratory clay brick vacuum extruder and fired at 900, 1000 and 1100°C. For final materials, apparent density, open porosity, water absorption, compressive strength and durability were examined. Results of technological research suggest the possibility of the application of the waste sludge from washing aggregates in building ceramics technology as bricks materials. Waste sludge from washing dolomite aggregates can be used as the main raw material of building ceramics masses. Without any additional technological operations (e.g. drying or grinding), the material with satisfactory properties was obtained. According to durability results all obtained materials can be used for masonry protected against water penetration and without contact with soil and ground water and also for masonry subjected to passive exposure (F0 – according to the standard EN 771-1).

PL

Ilość odpadów z płukania kruszyw dolomitowych stale wzrasta. Kruszywa płucze się w celu usunięcia zanieczyszczeń ilastych. Odpady z płukania charakteryzują się wysoką zawartością minerałów ilastych oraz węglanów. Ich właściwości zależą od charakterystyki płukanego surowca oraz zastosowanej technologii płukania. Problem utylizacji szlamów z płukania kruszyw wapiennych nie został rozwiązany do dzisiaj. Ich zagospodarowanie w ceramice budowlanej może przynieść korzyści ekologiczne i ekonomiczne. W pracy przedstawiono właściwości technologiczne, skład fazowy i analizę mikrostruktury materiałów wykonanych z odpadu z płukania kruszywa dolomitowego. Badania podzielono na trzy części: analizę właściwości technologicznych, analizę składu fazowego i analizę mikrostruktury. Próbki wykonane z odpadowego szlamu dolomitowego formowano w laboratoryjnej próżniowej prasie ślimakowej i wypalono w 900, 1000 i 1100°C. Dla otrzymanych tworzyw wyznaczono: gęstość pozorną, porowatość otwartą, absorpcję wody, wytrzymałość na ściskanie oraz trwałość. Wyniki badań technologicznych sugerują możliwość zastosowania odpadu z płukania kruszywa dolomitowego jako surowca mas w technologii wytwarzania ceramiki budowlanej. Bez zastosowania dodatkowych operacji technologicznych w przygotowaniu surowca uzyskano materiał o zadowalających właściwościach. Stwierdzono, że otrzymane tworzywa mogą być stosowane w murach zabezpieczonych przed przenikaniem wody, nie mających kontaktu z glebą i wodą gruntową, a także w warunkach obojętnych (wyrobach kategorii F0 zgodnie z normą EN 771-1).

Słowa kluczowe

EN

technological properties; ceramic materials; dolomite sludge; building ceramics; waste sludge; dolomite aggregate

PL

właściwości technologiczne; szlam dolomitowy; ceramika budowlana; materiały ceramiczne; odpad z płukania; kruszywo dolomitowe

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 35, z. 3
• Strony: 37--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kłosek-Wawrzyn Ewelina

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Building Materials Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0003-2233-3968

autor

Łój Grzegorz

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Building Materials Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0002-4039-2075

autor

Bugaj Anna

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Building Materials Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0003-1254-3857

autor

Wons Wojciech

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Building Materials Technology, Krakow, Poland; ORCID iD: 0000-0002-0741-6178

Bibliografia

• [1] Careddu, N. and Dino, G.A. 2016. Reuse of residual sludge from stone processing: differences and similarities between sludge coming from carbonate and silicate stones – Italian experiences. Environ. Earth Sci. [Online] https://doi.org/10.1007/s12665-016-5865-1 [Accessed: 2019-08-01].
• [2] European Standard, PN-EN 771-1+A1:2015-10 – Specification for masonry units – Part 1: Specification for clay masonry units – Part 1: Clay masonry units, 2015.
• [3] González-Corrochano et al. 2016 – González-Corrochano, B., Alonso-Azcárate, J., Rodríguez, L., Lorenzo, A.P., Torío, M.F., Ramos, J.J.T., Corvinos, M.D. and Muro, C. 2016. Valorization of washing aggregate sludge and sewage sludge for lightweight aggregates production. Constr. Build. Mater. 116, pp. 252–262. [Online] https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.04.095 [Accessed: 2019-08-01].
• [4] The influence of calcium carbonate on the sintering process of ceramic masses and the properties of building ceramics. Krakow: AGH University of Science and Technology, Department of Materials Science and Ceramics, PhD thesis.
• [5] Kłosek-Wawrzyn, E. 2016. The influence of calcium carbonate on the sintering process of ceramic masses and the properties of building ceramics. (Wpływ węglanu wapnia na proces spiekania mas ceramicznych i właściwości wyrobów ceramiki budowlanej). Kraków: AGH University of Science and Technology, Department of Materials Science and Ceramics, PhD thesis.
• [6] Kłosek-Wawrzyn, E., Bugaj, A. 2018. Research on the possibility of using sludges from washing dolomite and limestone aggregates in the building ceramics technology. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 34(4), pp. 65–82.
• [7] Kłosek-Wawrzyn, E., Bugaj, A. 2018. Research on the possibility of using sludges from washing dolomite and limestone aggregates in the building ceramics technology. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 34, 65–82.
• [8] Kłosek-Wawrzyn, E. and Bugaj, A. 2016. Influence of dolomite addition to masses made from triassic clay on application properties, phase composition and microstructure of ceramic materials produced (Wpływ dodatku dolomitu do masy z iłu triasowego na właściwości użytkowe, skład fazowy i mikrostrukturę otrzymywanych tworzyw ceramicznych). Mater. Ceram. 68, pp. 236–241 (in Polish).
• [9] Kłosek-Wawrzyn, E. and Małolepszy, J. 2016. The Potential Use of Calcite Wastes in The Production of Clay Masonry Units. Mater. Ceram. 68, pp. 230–235.
• [10] Kłosek-Wawrzyn et al. 2017 – Kłosek-Wawrzyn, E., Murzyn, P. and Wons, W. 2017. Analysis of the possibility of limestone sludge usage in the production of clay masonry units [In:] Sixteenth International Waste Management and Landfill Symposium. CISA Publisher, Cagliari, Italy, pp. 1–13.
• [11] Moreno-Maroto et al. 2017 – Moreno-Maroto, J.M., González-Corrochano, B., Alonso-Azcárate, J., Rodríguez, L. and Acosta, A. 2017. Development of lightweight aggregates from stone cutting sludge, plastic wastes and sepiolite rejections for agricultural and environmental purposes. J. Environ. Manage. 200, pp. 229–242. [Online] https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.05.085 [Accessed: 2019-08-01].
• [12] Naziemiec, Z. 2015. Utilization of clay contaminated fractions of limestone from a broken aggregate processing plant (Zagospodarowanie zanieczyszczonych gliną frakcji wapieni z zakładów produkcji kruszyw łamanych). Pr. Inst. Ceram. i Mater. Bud. Build. Mater. 21, pp. 31–42 (in Polish).
• [13] Nur Fitriah et al. 2016 – Nur Fitriah, I., Khairunnisa, M., Norhaizura, Y., Muhammad Munsif, A., Mohd Badrul Hisyam, A.M., Abdul Rahim, M., Khair Ishak, M., Nurul Huda, H., Ahmad Faizal, M. and Siti Najwa, A.N. 2016. Dolomite Quarry Waste as Sand Replacement in Sand Brick. Mater. Sci. Forum 857, pp. 319–322. [Online] https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.857.319.
• [14] PIG-PIB 2018 – Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy 2018. The balance of mineral resources deposits in Poland as of 31.12.2017 (Bilans zasobów złóż i kopalin w Polsce według stanu na 31.12.2017 r.) (in Polish).
• [15] Polish Standard, PN-B-12012:2007 – Test methods for masonry elements – Determination of freeze-thaw resistance of ceramic masonry elements (Metody badań elementów murowych – Określanie odporności na zamrażanie-odmrażanie elementów murowych ceramicznych) (in Polish).
• [16] Radwanek-Bak, B. and Nieć, M. 2015. Valorization of undeveloped industrial rock deposits in Poland. Resour. Policy 45, pp. 290–298. [Online] https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2015.07.001 [Accessed: 2019-08-01].
• [17] Rashin, G.A. 1965. Heteromorphism and nonequilibrium mineral-formation states during crystallization of basalt melts. Int. Geol. Rev. 7, pp. 1259–1270.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).