Characteristic features of ceramic materials containing waste moulding sand

• Autorzy: Pytel Z.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka tworzyw ceramicznych zawierających odpadowe piaski odlewnicze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study summarises the properties of ceramic materials containing waste moulding sands, obtained from processing of used moulding and core mix. The sand preparation involved the crushing processes and separation of metallic parts. Thus prepared substance acted as a substitute for natural quartz sand, which is widely used as a leaning agent in ceramic plastic mass to be formed into ceramic-based construction materials. The issues addressed include the basic functional parameters, selected structural aspects and microstructure of ceramic materials made from plastic bodies varying in the qualitative and quantitative proportion of mould sand contents. Other aspects include the potential threats associated with manufacturing and utilisation of these type of materials. Potential hazards include atmospheric emissions of hazardous gaseous substances, particularly in the form of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as derivatives of organic binders used in manufacturing of moulding and core mix. These substances can originate in the process of burning of ceramic products or might be produced when heavy metals are released from the ceramic matrix. This process might occur throughout the whole service life of ceramic products in the given conditions. Applicability of waste sands in this utilisation scheme is well proved by good parameters of thus obtained ceramic materials and positive results evidencing the absence of atmospheric emissions of hazardous substances and low-level leaching of heavy metals.

PL

Referat zawiera wyniki badań właściwości tworzyw ceramicznych otrzymanych z udziałem odpadowych piasków odlewniczych. Piaski te uzyskano w wyniku przeróbki zużytych mas formierskich i rdzeniowych, obejmującej procesy związane z ich rozdrabnianiem oraz separacją obecnych w nich części metalicznych. Uzyskany w ten sposób materiał stanowił zasadniczo substytut piasku kwarcowego pochodzenia naturalnego, spełniającego w plastycznych masach ceramicznych przeznaczonych do otrzymywania ceramicznych materiałów budowlanych, rolę dodatku schudzającego. Zakres referatu obejmuje zatem charakterystykę podstawowych cech eksploatacyjnych oraz wybranych elementów struktury i mikrostruktury tworzyw ceramicznych uzyskanych z mas plastycznych z różnym jakościowym i ilościowym udziałem omawianych surowców odpadowych przemysłu odlewniczego. Ponadto przedmiotem referatu są zagadnienia dotyczące oceny potencjalnych zagrożeń związanych z produkcją i eksploatacją tego typu tworzyw. Zagrożenia te mogą wynikać z możliwości emisji do atmosfery szkodliwych substancji gazowych, głównie w postaci wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) jako pochodnych spoiw organicznych wykorzystywanych do otrzymywania mas formierskich i rdzeniowych, które to produkty mogą się tworzyć w trakcie procesu wypalania wyrobów ceramicznych, jak również zagrożenia te mogą być wynikiem procesu uwalniania się z matrycy ceramicznej metali ciężkich, który to proces zwykle zachodzi w całym okresie eksploatacji wyrobów w danych warunkach. Przydatność omawianych odpadowych piasków odlewniczych we wskazanym kierunku utylizacji potwierdzają zarówno korzystne właściwości uzyskanych tworzyw ceramicznych, jak również pozytywne wyniki badań związanych z brakiem emisji do atmosfery szkodliwych substancji gazowych oraz niskim poziomem wymywalności metali ciężkich.

Słowa kluczowe

EN

ceramic building materials; leaning agent; waste moulding mix; polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) emission; heavy metals leaching

PL

materiały budowlane ceramiczne; dodatek schudzający; zużyta masa formierska; wymywalność metali ciężkich; emisja wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych; emisja WWA; WWA

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 1
• Strony: 64--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Pytel Z.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland,

Bibliografia

• [1] Pezarski F., Maniowski Zb., Baliński A., Izdebska-Szanda I., Smoluchowska E.: „Attempts at Utilization of the Used Moulding and Core Sands in Manufacture of Building Ceramics”, Proceedings of the I International Conference „Modern Foundry Technologies – Environmental Protection”, Kraków, 6-8 września, (1995), 56-60.
• [2] Lewandowski J.L., Dańko J., Dańko R.: „Used Foundary Sands, Characteristic and Classifi cation”, Archives of Foundry Engineering, 2, 3, (2002), 91-96.
• [3] Solarski W., Zawada J., Lewandowski J.L., Dańko J.: „Ecological Characteristic of Core Sand in Phenol CO2 Process”, Acta Metallurgica Slovaca, 8, (2002), 59-63.
• [4] Małolepszy J.: Materiały budowlane. Podstawy technologii i metody badań, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków (2004).
• [5] Projekt wynalazczy p.t. „Sposób przetwarzania i wykorzystania zużytych mas odlewniczych”, zgłoszenie patentowe nr P-389 371 z mocą od dnia 23.10.2009.
• [6] Pytel Z.: „Properties of ceramic materials obtained with addition of foundry scrap materials”, V Konferencja Naukowo- Techniczna “MATBUD 2007”, Kraków (2007), 447-454.
• [7] Pytel Z.: „Production and exploitation of ceramic building materials having founder waste materials”, Archives of Foundry Engineering, 8, 2, (2008) Special Issue, 49-55.
• [8] Pytel Z.: „Application of wastes from foundry processes for manufacturing ceramic building materials – part I”, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 61, 3, (2009), 201-207.
• [9] Stefańczyk B.: Budownictwo ogólne, t. 1: Materiały i wyroby budowlane, rozdz. 3: Ceramika budowlana, Wyd. Arkady, Warszawa, (2005).
• [10] Pezarski F., Maniowski Z., Baliński A., Izdebska-Szanda I., Smoluchowska E.: „Attempts at Utilization of the Used Moulding and Core Sands in Manufacture of Building Ceramics”, Proceedings of the I International Conference „Modern Foundry Technologies – Environmental Protection”, Kraków, 6-8 września, (1995), 56-60.
• [11] PN-EN 771-1: 2006: Wymagania dotyczące elementów murowych, cz. 1: Elementy murowe ceramiczne.
• [12] PN-EN 772 – 1: 2001/Ap1: 2002: Metody badań elementów murowych. Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie.
• [13] PN-EN 772 – 13: 2001: Metody badań elementów murowych. Część 13: Określenie gęstości netto i gęstości brutto elementów murowych w stanie suchym (z wyjątkiem kamienia naturalnego).
• [14] PN-B-12016: 1970: Wyroby ceramiki budowlanej. Badania techniczne.
• [15] PN-EN 12457-2: 2006: Charakteryzowanie odpadów. Wymywanie. Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów, cz. 2: Jednostopniowe badanie porcjowe przy stosunku cieczy do fazy stałej 10 l/kg w przypadku materiałów o wielkości cząstek poniżej 4 mm (bez redukcji lub z redukcją wielkości).
• [16] PN-EN ISO 11885: 2009: Jakość wody - Oznaczanie 33 pierwiastków metodą atomowej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzaną indukcyjnie.
• [17] Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 7 września 2005 r., Dziennik Ustaw Nr 186, Poz. 1553.