Responsible management of aggregate waste to improve the properties of anti-corrosion coatings

• Autorzy: Wygoda Mateusz , Jachimowski Artur

Identyfikatory

DOI

10.29119/1641-3466.2023.172.43

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Purpose: The aim of the study was to investigate the possibility of using engineering waste materials in the form of brick dust and volcanic tuff as corrosion inhibitors. The corrosion tests were carried out on the aluminium alloys against aggressive corrosive environments with acidic pH containing chlorine compounds. Design/methodology/approach: The specimens for corrosion tests were cut from a sheet made of aluminium alloy EN AW-6060. In the first step the aluminium specimens was covered with a coating of clear alkyd varnish without any additives. In the next step used additives in the form of brick dust and vulcanic tuff were used. The tests were carried out using a RADWAG AS 310.R2 laboratory analytical balance to obtain the weight loss results for the specimens tested. Findings: Brick dust used in concentrations of 10% to 40% by weight cannot be considered as a material that allows achieving satisfactory results. This is due to the absorption of the corrosive medium by the brick dust. On the other hand, the volcanic tuff addition of 30% by weight creates conditions that slow down the corrosion process in the long term. Research limitations/implications: Consideration should be given to preparing all types of structural components for corrosion protection by blunting sharp edges for better adhesion of corrosion protection coatings. Therefore, further work should focus on obtaining a coating with an adequate adhesion as well as checking the action of volcanic tuff as an inhibitor in other corrosive media. Practical implications: The introduction of appropriately prepared volcanic tuff additives into protective coatings is expected to increase the effectiveness of the protection of the metal substrate against the corrosion process. It is therefore important to manage and monitor the factors that affect the coating and occur during the painting process. Originality/value: In tests confirmed the good properties of volcanic tuff, which slows down corrosion processes and preserves the uniform corrosion of aluminium. The result obtained has the lowest mass loss values of all the specimens prepared in the experiment, which proves the validity of using the volcanic tuff additive.

Słowa kluczowe

EN

waste management; brick dust; volcanic tuff; corrosion inhibitor

PL

gospodarowanie odpadami; pył ceglany; tuf wulkaniczny; inhibitor korozji

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2023
• Tom: z. 172
• Strony: 717--736
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz.

Twórcy

autor

Wygoda Mateusz

• Department of Technology and Ecology of Products, Cracow University of Economics

• https://orcid.org/0000-0003-4911-727X

autor

Jachimowski Artur

• Department of Technology and Ecology of Products, Cracow University of Economics

• https://orcid.org/0000-0003-4045-2418

Bibliografia

• 1. Awasthi, A.K., Cheela, V.S., D’Adamo, I., Iacovidou, E., Islam, M.R., Johnson, M., Miller, T.R., Parajuly, K., Parchomenko, A., Radharkrishan, L., Zhao, M., Zhang, C., Li, J. (2021). Zero waste approach towards a sustainable waste management. Resources, Environment and Sustainability, Vol. 3, pp. 1-3, doi: https://doi.org/10.1016/j.resenv.2021.100014.
• 2. Białobrzeski, A., Czekaj, E., Heller, M. (2002). Corrosion properties of aluminum magnesium alloys processed by die casting technology. Arch. Foundry, 2, pp. 294-313.
• 3. Bonoli, A., Zanni, S., Serrano-Bernardo, F. (2021). Sustainability in building and construction within the framework of circular cities and european new green deal. The contribution of concrete recycling. Sustainability, 13(4), 2139, pp. 1-16. doi: https://doi.org/10.3390/su13042139.
• 4. Corrosion Thermodynamics; Potential-pH-diagram: aluminum. Retrieved from: www.corrosion-doctors.org, 10.01.2023.
• 5. Cudny, K., Puchaczewski, N. (1996). Stale i stopy aluminium stosowane na kadłuby okrętowe. Marpress.
• 6. Czarna, M., Kołodziejczyk, U. (2012). O chemicznych sposobach likwidowania śliskości pośniegowej. Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska, No. 146(26). Uniwersytet Zielonogórski, pp. 32-43.
• 7. Directive (EU) 2018/851 of the European Parliament and of the Council of 30 May 2018 amending Directive 2008/98/EC on waste (Text with EEA relevance).
• 8. Domagała, L. (2014). Structural lightweight aggregate concrete. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
• 9. Dündar, B., ęinar, E., ęali§kan, A.N. (2020). An investigation of high temperature effect on pumice aggregate light mortars with brick flour. Research on Engineering Structures & Materials, 6(3), pp. 241-255, doi: http://dx.doi.org/10.17515/resm2019.163ma1121.
• 10. Fabia, B., Bielewicz, D., Stachowicz, A. (2011). Badania skuteczności działania inhibitorów korozji dla wytypowanych odmian stali w środowisku cieczy kwasującej. Wiertnictwo, Nafta, Gaz, 28, pp. 661-670.
• 11. Fořt, J., Vejmelková, E., Keppert, M., Černý, R. (2017). Przygotowanie mieszanek geopolimerowych z produktów ubocznych z cegielni. Cement Wapno Beton, 21(83), no. 6, pp. 457-465.
• 12. Grela, A., Generowicz, A., Mikuła, J., Możliwości wykorzystania tufów wulkanicznych w ochronie środowiska. In: K. Pikoń, S. Stelmach (Eds.), Współczesne problemy ochrony środowiska, (pp. 13-26), Gliwice: Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska.
• 13. GUS (2022). Ochrona środowiska 2022. Analizy Statystyczne. Warszawa.
• 14. Hebdowska-Krupa, M., Łach, M., Mikuła, J. (2016). Volcanic tuff as an inhibitor of corrosion in aqueous environment. Czasopismo Techniczne Mechanika, z. 5-M(15), pp. 2143.
• 15. Hebdowska-Krupa, M., Mikuła, J. (2006). Wpływ tufu wulkanicznego na odporność korozyjną stali w środowisku 5% NaCl. Archiwum Odlewnictwa, 6(21/2), pp. 296-302.
• 16. Hebdowska-Krupa, M., Mikuła, J. (2007). Wpływ tufu wulkanicznego na zmianę charakteru korozji. Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej, Nauki Techniczne, 4, pp. 39-40.
• 17. Huang, B., Gao, X., Xu, X., Song, J., Geng, Y., Sarkis, J., Fishman, T., Kua, H., Nakatani, J. (2020). A life cycle thinking framework to mitigate the environmental impact of building materials. One Earth, 3(5), pp. 564-573. doi: https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.10.010.
• 18. Jonczy, J., Nowak, J., Porszke, A., Strzełkowska, E. (2012). Phase components of selected mineral waste materials in microscope images. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 19. Jura, J. (2017). Ekologiczne aspekty wykorzystania materiałów odpadowych w sektorze budowlanym. In: K. Pawłowski (Ed.), Budownictwo zrównoważone. Wybrane aspekty projektowe i wykonawcze. T. 2 (pp. 20-32). Retrieved from: https://bg.pcz.pl/apisnb/book/ 56067/Ekologiczne-aspekty-wykorzystania-materia-w-odpadowych-w-sektorze-budowlanym, 20.02.2023.
• 20. Jurczak, W. (2010). Problemy i perspektywy stopów aluminium w zastosowaniu na konstrukcje morskie. Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, 51, pp. 89-106.
• 21. Kalinowska-Wichrowska, K. (2018). Recykling betonu krokiem w stronę ochrony środowiska-przegląd i ocena metod recyklingu betonu. Inżynieria Ekologiczna, Vol. 19, Iss. 2, pp. 91-98, doi: https://doi.org/10.12912/23920629/86052.
• 22. Łagutko, T., Sierżęga, B., Romanowicz, D., Adamczak, J. (2018). Model zarządzania odpadami w przedsiębiorstwach e-commerce na przykładzie branży rolno-spożywczej. Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji, Vol. 7, Iss. 2, pp. 100-107.
• 23. Masłoń, A. (2015). Wpływ materiałów pylistych na poprawę właściwości sedymentacyjnych osadu czynnego. Instal, No. 4, pp. 51-55.
• 24. Mikuła, J., Łach, M. (2012). Potencjalne zastosowania glinokrzemianów pochodzenia wulkanicznego. Czasopismo Techniczne Mechanika, 109(8-M), pp. 109-122.
• 25. Mikuła, J., Łach, M. (2014). Wytwarzanie i właściwości geopolimerów na bazie tufu wulkanicznego. Inżynieria Materiałowa, 35(3), pp. 270-276.
• 26. Oh, D., Noguchi, T., Kitagaki, R., Choi, H. (2021). Proposal of demolished concrete recycling system based on performance evaluation of inorganic building materials manufactured from waste concrete powder. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 135, 110147. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110147.
• 27. Paciorek-Sadowska, J., Borowicz, M., Czuprynski, B., Liszkowska, J. (2016). Use of volcanic tuff for production of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams. Przemysl Chemiczny, 95(1), pp. 42-47.
• 28. Pekmezci, B.Y., Akyüz, S. (2004). Optimum usage of a natural pozzolan for the maximum compressive strength of concrete. Cement and Concrete Research, Vol. 34, Iss. 12, pp. 2175-2179, doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.02.008.
• 29. Płuska, I. (2009). 800 lat cegielnictwa na ziemiach polskich-rozwój historyczny w aspekcie technologicznym i estetycznym (800 years of brickmaking in Poland-historic development in its technological and aesthetic aspect). Wiadomości Konserwatorskie (Conserv News), 26, pp. 26-54.
• 30. PN-EN 13055:2016-07. Kruszywa lekkie. Część 1: Kruszywa lekkie do betonu, zaprawy i rzadkiej zaprawy.
• 31. PN-EN 206+A2:2021-08. Beton - Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
• 32. PN-EN 573-3+A1:2022-11. Aluminium and aluminium alloys - chemical composition and form of wrought products - part 3: chemical composition and form of products.
• 33. PN-EN/ISO 7384:2001. Badania korozyjne w sztucznej atmosferze - Wymagania ogólne.
• 34. Sadowska-Buraczewska, B. (2014). Kruszywa z recyklingu w budownictwie. Inżynieria Ekologiczna, Vol. 40, pp. 74-81, doi: 10.12912/2081139X.71.
• 35. Salmenperä, H., Pitkänen, K., Kautto, P., Saikku, L. (2021). Critical factors for enhancing the circular economy in waste management. Journal of cleaner production, Vol. 280, Part 1, p. 124339, doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124339.
• 36. Shannag, M.J., Yeginobali, A. (1995). Properties of pastes, mortars and concretes containing natural pozzolan. Cement and Concrete Research, Vol. 25, Iss. 3, pp. 647-657, doi: https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00053-F.
• 37. Shreir, L.L. (1976). Corrosion. Vol. 1 - Metal, Environment, Reactions. London: Newnes-Butterworths.
• 38. Skuteczny recykling gruzu. Retrieved from: https://erobocze.pl/wyburzenia/item/1474-skuteczny-recykling-gruzu, 10.01.2023.
• 39. Szafranko, E., Jaromińska, M. (2020). Recykling odpadów budowlanych na etapie realizacji robót. Builder, 24, No. 6, pp. 32-33. doi: 10.5604/01.3001.0014.1469.
• 40. Szwabowski, J., Gołaszewski, J., Dukowicz, A., Buczek, T., Suchoń, S. (1999). Mączka ceglana jako dodatek do zapraw i betonu. Cement-Wapno-Beton, 3, pp. 86-91.
• 41. Tuf. Retrieved from: http://swiatmineralow.prv.pl/tuf.html, 10.01.2023.
• 42. Wild, S. (1996). Observations on the use of ground waste clay brick as a cement replacement material: Joint research project between the University of Glamorgan and partners at the Technical University of Vilnius, Lithuania, the Silesian Technical University, Poland and the Danish Technological Institute, Denmark. Building research and information, Vol. 24, Iss. 1, pp. 35-40, doi: https://doi.org/10.1080/09613219608727496.
• 43. Wowkonowicz, P., Bojanowicz-Bablok, A., Gworek, B. (2018). Wykorzystanie odpadów z przemysłu wydobywczego i hutnictwa w drogownictwie. Rocznik Ochrona Środowiska, Vol. 20, pp. 1335-1349.
• 44. Xue, C., Qiao, H., Cao, H., Feng, Q., Li, Q. (2021). Analysis on the strength of cement mortar mixed with construction waste brick powder. Advances in Civil Engineering, Vol. 2021, pp. 1-10, doi: https://doi.org/10.1155/2021/8871280.
• 45. Yilmaz, B., Ediz, N. (2008). The use of raw and calcined diatomite in cement production. Cement and Concrete Composites, Vol. 30, Iss. 3, pp. 202-211, doi: https://doi.org/10.1016/ j.cemconcomp.2007.08.003.
• 46. Żurawiecka, A., Kocia, A. (2019). Najnowsze zmiany w zakresie gospodarki odpadami-analiza prawno-ekonomiczna. MAZOWSZE Studia Regionalne, 31, pp. 39-54, doi: 10.21858/msr.31.02.