Żużel pomiedziowy jako surowiec w produkcji alkalicznie aktywowanych spoiw żużlowych

• Autorzy: Kuterasińska J. , Król A.

Warianty tytułu

EN

Copper slag as a raw material in the production of alkali-activated slag binders

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano badania, których celem było opracowanie nowej rodziny spoiw hydraulicznych na bazie żużla pomiedziowego, stanowiącego odpad przemysłowy z hutnictwa miedzi. Granulowany i szybowy żużel pomiedziowy nie wykazuje aktywności hydraulicznej, dlatego w badaniach podjęto próby ich alkalicznej aktywacji. W tym celu wykorzystano 5 rodzajów aktywatorów alkalicznych w postaci sodowego szkła wodnego oraz technicznego metakrzemianu sodowego o zmiennym module krzemianowym. Badania nad aktywacją alkaliczną żużla dowiodły, że najlepsze właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie po 90 dniach wynosiła 53,5 MPa) osiągalne są tylko w przypadku stosowania granulowanego żużla pomiedziowego (100% masy zasadniczej żużla stanowi faza szklista) oraz przy użyciu szkła wodnego o najniższym module krzemianowym (Mk=1,79). Wraz z malejącym modułem krzemianowym zastosowanego szkła wodnego sodowego, widoczny był wzrost wytrzymałości.

EN

The article describes research aimed at developing a new family of hydraulic binders based on copper slag, which is industrial waste from smelting of copper. Granulated and lump copper slags do not show hydraulic activity, so the studies were based on their alkaline activation. For this purpose the five types of alkaline activators in the form of aqueous sodium silicate and technical sodium metasilicate were used. All activators were varied in terms of silicate modulus value. Studies on the alkaline activation of slags showed that the best mechanical properties (compressive strength after 90 days amounted even 53.5 MPa) is achievable only in case of using granulated copper slag (100% of the slag constitutes the glassy phase) and water glass with the lowest value of silicate modulus (Mk = 1.79). Along with decreasing silicate module of used water glass there is a significant increase in strength.

Słowa kluczowe

PL

żużel pomiedziowy; aktywacja alkaliczna; spoiwo żużlowo-alkaliczne; szkło wodne; moduł krzemianowy

EN

copper slag; alkaline activation; alkali activated slag binder; water glass; silicate modulus

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 7, nr 17
• Strony: 21--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kuterasińska J.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

autor

Król A.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Witryna internetowa http://oen.dydaktyka.agh.edu.pl (10.12.2013).
• [2] Gambal P., Wpływ struktury żużla pomiedziowego z pieca elektrycznego na wybrane cechy matrycy cementowej, Politechnika Poznańska, Poznań 2014, praca doktorska.
• [3] Derdacka A., Paluch E., Gawlicki M., Żużel pomiedziowy jako dodatek do cementu, „Cement, Wapno, Gips” 1975, nr 8/9, s. 229–235.
• [4] Derdacka A., Paluch E., Małolepszy J., Produkcja i własności cementów z dodatkiem żużla pomiedziowego, „Cement, Wapno, Gips” 1977, nr 10, s. 273–280.
• [5] Grzymek J., Gawlicki M., Małolepszy J., Paluch E., Sposób wytwarzania spoiw hydraulicznych do produkcji betonów. Opis patentowy nr 80 238, 1978.
• [6] Łowińska-Kluge A., Żużel pomiedziowy jako składnik kompozytów cementowych o zwiększonej trwałości, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2008.
• [7] PN-EN 15167-1:2006 – Mielony granulowany żużel wielkopiecowy do stosowania w betonie, zaprawie i zaczynie. Część 1: Definicje, wymagania i kryteria zgodności.
• [8] Kurdowski W., Chemia cementu, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• [9] Gołek Ł., Wpływ składu chemicznego szkieł glinokrzemianowych na proces ich alkalicznej aktywacji, Akademia Górniczo-Hutnicza. Kraków 2007, praca doktorska.
• [10] Małolepszy J., Hydratacja i własności spoiwa żużlowo-alkalicznego, „Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej, Ceramika” 1989, nr 53.
• [11] Deja J., Małolepszy J., Kotwica Ł., Kołodziej Ł., Long term durability of alkali activated slag concrete – laboratory and field results; Construction and Building Materials ONBUILDMAT-D-11-01295 LF, materiały w posiadaniu autorek.
• [12] Derdacka A., Małolepszy J., Aktywacja syntetycznych żużli alkaliami (żużlocement), „Cement, Wapno, Gips” 1980, nr 8/9, s. 217–220.
• [13] Deja J., Małolepszy J., Spoiwo o małym zużyciu energii, „Cement, Wapno, Gips” 1983, nr 10/11, s. 300–304.
• [14] PN-B-19701:1997 – Cement powszechnego użytku. Skład, wymagania i ocena zgodności. Załącznik A: Oznaczanie zawartości fazy szklistej w granulowanym żużlu wielkopiecowym.
• [15] PN-EN 196-1:2006 – Metody badania cementu. Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.
• [16] PN-EN 196-3+A1:2011 – Metody badania cementu. Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.
• [17] PN-EN 12457-2-2006 – Charakteryzowanie odpadów. Wymywanie. Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów. Część 2: Jednostopniowe badanie porcjowe przy stosunku cieczy do fazy stałej 10l/kg w przypadku materiałów o wielkości cząstek poniżej 4 mm (bez redukcji lub z redukcją wielkości).
• [18] Poradnik ITB 455/2010 – Badania promieniotwórczości naturalnej wyrobów budowlanych (zastępujący instrukcję ITB 234/2003).
• [19] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2 stycznia 2007 r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228 w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów, DzU z 2007 r. nr 4, poz. 29.
• [20] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, Dz.U. z 2005 r. nr 239, poz. 2019 i nr 267, poz. 2255.
• [21] Kuterasińska J., Ocena oddziaływania odpadowego żużla pomiedziowego oraz powstałych na jego bazie kompozytów budowlanych na środowisko naturalne, „Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej” 2014 nr 353 „Mechanika” z. 104, s. 93–96.