Potential use of fly ash from fluidal combustion of brown coal in cementing slurries for drilling and geotechnical works

• Autorzy: Stryczek S. , Brylicki W. , Małolepszy J. , Gonet A. , Wiśniowski R. , Kotwica Ł.

Warianty tytułu

PL

Możliwości stosowania popiołu lotnego powstającego w trakcie fluidalnego spalania węgla kamiennego w zaczynach do cementacji w wiertnictwie i pracach geotechnicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Present paper presents the results of investigations of blast - furnace cement binders modified with mechanically activated brown coal ash formed in the fluidized bed combustion process. The properties of the fresh slurries were investigated with a special emphasis put on the rheological properties. Technological workability parameters were investigated, and also flow curves were determined with a rotational viscometer for all the slurries. In hardened state both compressive and flexural strength of the binder system were determined. Microstructure of hardened slurries was investigated with SEM observations. The addition of mechanically activated ash formed in the fluidized bed combustion of brown coal improves stability and workability of cementing slurries. In moderate amounts the addition of ash improves both flexural and compressive strength. 30% addition of the ash in respect to the total binder weight was found to be the optimal in investigated system. The best rheological models were found for all the slurries. SEM observations showed that the microstructure of pastes with fly ash is dense and consist mainly of C-S-H phase of type IV according to Diamond classification.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań wpływu popiołu lotnego uzyskiwanego w procesie fluidalnego spalania węgla brunatnego na właściwości alkalicznie aktywowanych żużlowych zaczynów wiertniczych. Świeże zaczyny badano ze szczególnym naciskiem na właściwości reologiczne. Określono wartości parametrów technologicznych, istotnych z punktu widzenia użycia zaczynów w technologiach wiertniczych. Dla wszystkich zaczynów zmierzono również krzywe płynięcia zaczynów za pomocą wiskozymetru rotacyjnego. Dla zaczynów stwardniałych badano wytrzymałość na ściskanie oraz na zginanie. Dodatek popiołu lotnego z fluidalnego spalania węgla brunatnego poprawia stabilność i urabialność zaczynów. W zakresie średnich zawartości popiołu (20-30%) poprawia zarówno wytrzymałość na ściskanie jak i na zginanie. 30% dodatek popiołu w stosunku do masy spoiwa uznano za najkorzystniejszy ze względu na właściwości świeżego zaczynu jak i jego parametrów po stwardnieniu. Wyznaczono również modele reologiczne najlepiej opisujące zachowanie się świeżych zaczynów modyfikowanych popiołem lotnym z fluidalnego spalania węgla brunatnego.

Słowa kluczowe

EN

alkali activated slag; fluidizel bed combustion fly ash; drilling; cementing works; rheology; environmental impact

PL

alkalicznie aktywowane spoiwa żużlowe; popiół lotny z fluidalnego spalania węgla brunatnego; wiertnictwo; prace cementacyjne; reologia; ekologia

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, no 4
• Strony: 775--786
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab.

Twórcy

autor

Stryczek S.

autor

Brylicki W.

autor

Małolepszy J.

autor

Gonet A.

autor

Wiśniowski R.

autor

Kotwica Ł.

• Department of Drilling and Geoengineering, Faculty of Drilling, Oil and Gas, AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Brylicki W., 1997. Modification of Alkali Activated Slag Pastes by use of Mineral Admixtures. Proceedings of 10th ICCC Gothenburg, Sweden, 1997, vol. 3ii095.
• Brylicki W., Małolepszy J., Stryczek S., 1992. Alkali activated slag cementitious material for drilling operations. Proceedings of 9th ICCC, New Delhi, India, 1992, vol. 3, pp. 312-318.
• Diamond S., 1976. Cement paste microstructure - an overview at several levels. Hydraulic cement pastes: their structure and properties, Proceedings of a Conference held at University of Sheffield, Sheffield, pp. 2-30.
• Krivienko P., Pushkaryeva E.K., Shapet’ko S.V., 1997. Alkaline Aluminate Binders. Proceedings of 10th ICCC Gothenburg, Sweden, 1997, vol. 2ii33.
• Mogilany K., 2005. Cement – slag pastes modified with activated fluidal bed combustion fly ash Flubet. Master Thesis, AGH Kraków, (in Polish).
• Stryczek S., Gonet A., 2000. Geoengineering. Studia. Rozprawy. Monografie. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków, nr 71 (in Polish).
• Stryczek S., Gonet A., 2001. Requirements for sealing slurries used in drilling technologies. Proceedings of Scientific - Technical Symposium, Piła, pp. 21-42 (in Polish).