Unconventional Materials from Sewage Sludge with a Potential Application in a Road Construction

Wójcik, Marta; Bąk, Łukasz; Stachowicz, Feliks

doi:10.12913/22998624/99991

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Unconventional Materials from Sewage Sludge with a Potential Application in a Road Construction

Autorzy

Wójcik Marta , Bąk Łukasz , Stachowicz Feliks

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.12913/22998624/99991

Warianty tytułu

Języki publikacji

Abstrakty

Limited possibilities of agricultural utilization of sewage sludge results in the development of unconventional methods of its final management. Recently, recycling of sewage sludge in road construction is under examination. Literature review mentions that properly prepared sludge might replace other conventional materials which are commonly used in a construction sector. In this paper, the proposition of the use of sewage sludge in the production of unconventional material for a road construction is presented. In laboratory tests, dewatered sewage sludge with the moisture content at the level of 62%, glass powder and quartz sand were applied. For the obtained product, physical and chemical characteristics were examined. The compressive strength and the hardness were also measured. The results were compared with other materials which are also used in construction sector. The research confirmed the possibility to produce a material from different fractions of waste, which might indicate usefulness in civil engineering.

Słowa kluczowe

sewage sludge glass waste recycling civil engineering road construction

osad ściekowy odpady szklane recykling inżynieria lądowa budowa dróg

Wydawca

Lublin University of Technology
Polish Society of Ecological Engineering (PTIE), Branch of PTIE in Lublin

Czasopismo

Advances in Science and Technology. Research Journal

Rocznik

2018

Tom

Vol. 12, no 4

Strony

65--75

Opis fizyczny

Bibliogr. 57 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Wójcik Marta

m.wojcik@prz.edu.pl

Department of Materials Forming and Processing, Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Bąk Łukasz

Department of Materials Forming and Processing, Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Stachowicz Feliks

Department of Materials Forming and Processing, Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

Bibliografia

1. Alleman J.E. and Berman N.A. Constructive sludge management: Biobrick. Journal of Environmental Engineering, 110(2), 1984, 301–311.
2. Badr E.D.E.H., Hanan A.F. and Ahmed M.H. Incorporation of water sludge, silica fume and rice husk ash in brick making. Advances in Environmental Research, 1, 2012, 83–96.
3. Bień J. and Wystalska K. Osady ściekowe. Teoria i praktyka. Politechnika Częstochowska Publishing House, 2011.
4. Borowski G. Using vitrification for sewage sludge combustion ash disposal. Polish Journal of Environmental Studies, 24(5), 2015, 1889–1896.
5. Borowski G. Suitability tests of fly ashes vitrification from sewage sludge incineration. Archives of Environmental Protection, 38(2), 2012, 81–87.
6. Cheesman, C.R. and Virdi, G.S. Properties of microstructure of lightweight aggregate produced from sintered sewage sludge ash. Resources, Conservation & Recycling, 45(1), 2005, 18–30.
7. Central Statistical Office Report. Environmental Protection, 2016.
8. Chiang K.Y., Chou P.H., Hua C.R., Chien K.L. and Cheeseman C. Lightweight bricks manufactured from water treatment sludge and rice husks. Journal of Hazardous Materials, 171, 2009, 76–82.
9. Chou I.J., Wang K.S., Chen C.H. and Lin Y.T. Lightweight aggregate made from sewage sludge and incinerated ash. Waste Management, 26, 2006, 1453–1461.
10. Ciak N., Ciak M. and Łuba-Dunajska J. Właściwości betonu lekkiego na bazie wermikulitu. Materiały Budowlane, 10, 2017, 41–43.
11. Cusidó J.A. and Cremades L.V. Environmental effects of using clay bricks produced with sewage sludge: Leachability and toxicity studies. Waste Management, 32, 2012, 1202–1208.
12. de Figueirédo Lopes Lucena L.C., Juca J.F.T., Soares J.B. and Portela M.G. Potential Uses of Sewage Sludge in Highway Construction. Journal of Materials in Civil Engineering, 26(9), 2014, 04014051.
13. Franus M. and Bandura L. Właściwości kruszyw lekkich modyfikowanych zużytymi sorbentami mineralnymi. Budownictwo i Architektura, 13(2), 2014, 73–83.
14. Franus M. Właściwości fizyczne i mechaniczne keramzytu otrzymanego z dodatkiem glaukonitu. Budownictwo i Architektura, 10, 2012, 5–14.
15. Gawenda T., Naziemiec T. and Walerak A. Badania wybranych właściwości kruszyw z odpadów ceramicznych oraz betonu wytworzonego z ich udziałem. Annual Set of The Environment Protection, 15, 2013, 2003–2021.
16. Gencel O., Ozel C., Koksal F., Erdogmus E., Martinez-Barrera G. and Bostow W. Properties of concrete paving blocks made with waste marble. Journal of Cleaner Production, 21, 2012, 62–70.
17. Góralczyk S. and Kukielska D. Jakość krajowych kruszyw. Górnictwo i Geoinżynieria, 34(4), 2010, 211–224.
18. WT-4 2010 Wymagania Techniczne „Mieszanki niezwiązane do dróg krajowych”.
19. http://euromineral.com.ua/pl (access: 03.04.2018).
20. http://sklep.kepka.com.pl/katalog/produkt/maczka-szklana/853 (access: 03.04.2018).
21. http://topgranit.pl/kamien/bazalt/ (access:03.04. 2018).
22. http://www.artglas-recykling.pl/maczka-szklana. html (access: 03.04.2018).
23. http://www.brukstore.pl/p193/tluczen-dolomitowy- 315–63-mm-loco-rybnik (access: 03.04.2018).
24. https://informatorbudownictwa.pl/fundamenty-sciany-stropy/elementy-keramzytobetonowe/keramzyt-system/p/18660-bloczek-fundamentowy-keramzytowy (access: 03.04.2018).
25. https://leca.pl/sites/default/files/04-produkty/1- i z o l a c j e / 1 - a t e s t y / D o P - 2 0 1 5 / D o P - L e c a - Keramzyt-izolacyjny-L-2015.pdf (access: 03.04. 2018).
26. https://www.gorazdze.pl/pl/piasek_suszony_kwarcowy (access: 03.04.2018).
27. Joan A.C. and Cecilia S. Valorization of pellets from municipal WWTP sludge in lightweight clay ceramics. Waste Management, 31(6), 2011, 1372–1380.
28. Joan A.C. and Lázaro V.C. Environmental effects of using clay bricks produced with sewage sludge: Leachability and toxicity studies. Waste Management, 32(6), 2012, 1202–1208.
29. Karada A.G. and Awchat G.D. A Review on Partial Replacement of Fine Aggregate by Waste Paper Sludge in Concrete. International Journal of Computer Science and Mobile Computing, 6(6), 2017, 369–376.
30. Kozioł W. and Kawalec P. Kruszywa alterantywne w budownictwie, Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne, 4, 2008, 34–37.
31. Leda C., de Figueiredo lopes Lucena L., Thome Juca J., Soares J. and Portela M. Potential uses of sewage sludge in highway construction. Journal of Materials in Civil Engineering, 26(9), 2013, 04014051.
32. Lin Y., Zhou S., Li F. and Lin Y. Utilization of municipal sewage sludge as additives for the production of eco-cement, Journal of Hazardous Materials, 30, 2012, 213–214.
33. Monzo J., Paya J., Borrachero M.V., Morenilla J.J., Bonilla M. and Calderon P. Some strategies for reusing residues from waste water treatment plants: Preparation of building materials. Proc. of the Conference on the Use of Recycled Material in Building and Structures, Barcelona 2004, 15–18.
34. Ogrodnik P., Zegardło B. and Pieniak D. Badanie twardości jako metoda oceny jakości recyklingowych kruszyw ceramicznych do betonów. Zeszyty Naukowe SGSP, 2(62), 2017, 25–37.
35. Oña J.D. and Osorio F. Application of sludge from urban wastewater treatment plants in road’s embankments. Journal of Hazardous Materials, 131, 2006, 37–45.
36. Pavšič P., Mladenovič A., Mauko A., Kramar S., Dolenec M., Vončina E., Pavšič Vrtač K. and Bukovec P. Sewage sludge/biomass ash based products for sustainable construction. Journal of Cleaner Production, 67, 2014, 117–124.
37. PN-B-06714–05:1976 Kruszywa mineralne – Badania – Oznaczanie gęstości pozornej na wadze hydrostatycznej.
38. PN-EN 1097–6:2013–11 Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 6: Oznaczanie gęstości ziaren i nasiąkliwości.
39. PN-EN 1097–7:2008 Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 7: Oznaczanie gęstości wypełniacza – Metoda piknometryczna.
40. PN-EN 12390–3:2011 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
41. PN-EN 13242+A1:2010 Kruszywa do niezwiązanych i związanych hydraulicznie materiałów stosowanych w obiektach budowlanych i budownictwie drogowym.
42. PN-S-96012:1997 Drogi samochodowe – Podbudowa i ulepszone podłoże z gruntu stabilizowanego cementem.
43. Sayed M.H.A., Madany I.M. and Buali A.R.M. Use of sewage sludge ash in asphaltic paving mixes in hot regions. Construction and Building Materials, 9(1), 1995, 19–23.
44. Smol M., Kulczycka J., Henclik A., Gorazda K. and Wzorek Z. The possible use of sewage sludge ash (SSA) in the construction as a way towards a circular economy. Journal of Cleaner Production, 95, 2015, 45–54.
45. Stefańczyk B. Budownictwo Ogólne. Tom 1 – Materiały i wyroby budowlane. Arkady, 2005.
46. Suzuki S., Tanaka M. and Kaneko T. Glassceramic from sewage sludge ash. Journal of Material Science, 32(7), 1997, 1775–1779.
47. Tay J.H., Show K.Y., Hong S.Y., Chien C.Y. and Lee D.J. Potential reuse of wastewater sludge for innovative applications in construction aggregates. Water Science and Technology, 50(9), 2002, 189–196.
48. Tay J.H. and Show K.Y. Utilization of municipal wastewater sludge as building and construction material. Resources, Conservation and Recycling, 6(3), 1992, 191–204.
49. The statistical office of the European Union. Sewage sludge production and disposal from urban wastewater 2016.
50. Uzunow E. and Mazela A. Badanie technologii produkcji kruszyw sztucznych z osadów ściekowych zanieczyszczonych związkami metali ciężkich. Forum Eksploatatora, 39(6), 2008, 64–68.
51. Uzunow E. and Mazela A.: Lekkie kruszywo sztuczne z osadów ściekowych. Ekopartner, 209(3), 2009, 14–15.
52. Vouk D., Nakic D., Štirmer N. and Baricevic A. Effect of lime addition during sewage sludge treatment on characteristics of resulting SSA when it is used in cementitious materials. Water Science and Technology, 75(3–4), 2017, 856–863.
53. Wawrzeńczyk J., Molendowska A. and Kłak A. Wpływ wybranych czynników na wyniki badań nasiąkliwości betonu. Budownictwo i Architektura, 12(3), 2013, 239–246.
54. Wieremiej W., Kuziemska B., Pieniak-Lendzion K., Trębicka J. and Wyrębek H. Prawne aspekty przy-rodniczego wykorzystania osadów ściekowych. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczo-Hu-manistycznego w Siedlcach Seria: Administracja i Zarządzanie, 104, 2015, 207–218.
55. Wolska-Kotańska C. Normy PN-EN w zakresie metod badań kruszyw mineralnych ustanowione w 2003 r. Building Research Institute – Quartely, 129(1), 2004, 27–34.
56. Yague A., Valls S., Vazquez E. and Cushion V. Use of dry sludge from waste water treatment plants as an additive in prefabricated concrete bricks. Construction and Building Materials, 267, 2002, 31–41.
57. Zhikun Z., Zhang L., Yin Y. and Liang X., Li A. The recycling of incinerated sewage sludge ash as a raw material for CaO–Al2O3–SiO2–P2O5 glass-ceramic production. Environmental Technology, 36(9), 2015, 1098–1103.

Uwagi

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

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-95a07eb3-021a-4ea4-8880-6e702ad986e8