Wpływ pyłu z bocznikowania gazów z pieca cementowego na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego

• Autorzy: Tkaczewska Ewelina , Łój Grzegorz , Frątczak Agata

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2021.26.1.3

Warianty tytułu

EN

The influence of cement kiln by-pass dust addition on the properties of Portland and slag cement

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy badano wpływ pyłu z bocznikowania gazów z pieca cementowego na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego. Do badań przygotowano cementy CEM I 42,5R i CEM III/A 42,5N. Uwzględniając dopuszczalne stężenie jonów Cl- równe 0,1% masy cementu zgodnie z normą PN-EN 197-1:2012, dodatek pyłu wynosił 0,7% i 1,7%. Określono wpływ pyłu z bocznika gazów na ciepło hydratacji, wodożądność cementu, czas początku wiązania oraz wytrzymałość na ściskanie cementów. Stwierdzono, że dodatek pyłów w ilości do 1,7% nie ma negatywnego wpływu na właściwości cementu portlandzkiego i hutniczego. Cementy zachowują tę samą klasę wytrzymałości, co bez dodatku pyłów.

EN

In this paper, the influence of cement kiln by-pass dust on the properties of Portland cement and slag cement was studied. The reference cements used in the experiment were CEM I 42.5R and CEM III/A 42.5N. The cement kiln by-pass dust replacement of cement was 0.7% and 1.7%, to satisfy the Cl-ions content in cements: lower than or equal to 0.1%, following the demand of PN-EN 197-1:2012 standard. The following properties of cements were examined: the heat of hydration, water demand for normal consistency, initial setting time and compressive strength. The results showed that the addition of cement kiln by-pass dust of up to 1.7% has no negative effect on the properties of Portland cement and slag cement. The cements represent the same strength class, as without dust addition.

Słowa kluczowe

PL

alkalia; cement portlandzki; cement hutniczy; hydratacja; pył; bocznikowanie gazów; piec cementowy; wodożądność; czas początku wiązania; wytrzymałość na ściskanie

EN

alkali; Portland cement; slag cement; hydration; cement kiln; by-pass; dust; water demand; initial setting time; compressive strength

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 26, nr 1
• Strony: 24--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Tkaczewska Ewelina

• AGH University of Science and Technology

autor

Łój Grzegorz

• AGH University of Science and Technology

autor

Frątczak Agata

• Graduate student at AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• 1. W. Kurdowski, M. Soboń, Mineral composition of build-up in cement kiln preheater, J. Thermal. Anal. 55, 1021-1029 (3) (1992).
• 2. J. Duda, W. Putra, Energooszczędne i proekologiczne techniki wypalania klinkieru cementowego, Prace Instytutu Mineralnych Materiałów Budowlanych – wydanie specjalne, Opole, 2004.
• 3. W. Kalinowski, L. Janecka, Zakłócenia procesu wypalania klinkieru przy zwiększonym udziale paliw alternatywnych, Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych 15, 33-44 (2013).
• 4. D.L. Abeln, R.J. Portland Cement Association., R.J. Schreiber, C. Yonley, Detailed Illustration of Contingent Management Practices for Cement Kiln Dust, Serial No. SP 115T, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, 1993.
• 5. K.E. Daugherty, A.O. Wist, Review of Cement Industry Pollution Control, Am. Ceram. Soc. Bull. 52, 189 (1975).
• 6. W. Nocuń-Wczelik, K. Stolarska, Calorimetry in the studies of by-pass cement kiln dust as an additive to the calcium aluminate cement, J. Therm. Anal. 138, 4561-4569 (2019).
• 7. M. Heikal, I. Aiad, I.M. Helmy, Portland cement clinker, granulated slag and by-pass cement dust composites, Cem. Concr. Res. 32, 1805-1812 (2002).
• 8. W.S. Adaska, P.E., D.H. Taubert, EEE Cement Industry Technical Conference Record, p. 210, Miami, 2008.
• 9. M.Y. Al-Aghbari, R.K. Dutta, Effect of cement and cement by-pass dust on the engineering properties of sand, Int. J. Geotechn. Sci. 2, 427-433 (2008).
• 10. H.M. Mostafa, E.M. Rashed, A.H. Mostafa A.H., 9th International Water Technology Conference, p. 133, Sharm El-Sheikh, 2005.
• 11. W.I. Abdel-Fattah, H. El-Didamony, Thermal investigation on electrostatic precipitator kiln dust, Thermochim. Acta 51, 297-306 (1981).
• 12. K.S. Al-Jabri, R.A. Taha, M. Al-Ghassani, Use of copper slag and cement by-pass dust as cementitious materials, Cem. Concr. Aggregates 24 (1), 7-12 (2002).
• 13. K.S. Al-Jabri, R.A. Taha, A. Al-Hashmi, A.S.Al-Harthy, Effect of copper slag and cement by-pass dust addition on mechanical properties of concrete, Constr. Build. Mater. 20 (5), 322-331 (2006).
• 14. A.M. Neville, Properties of Concrete, 5th edition, Pearson United Kingdom, 2011.
• 15. P.K. Mehta, P.J.M. Monteiro, Concrete, Microstructure, Properties and Materials, 3rd ed., McGraw Hill, 2006.
• 16. U. Angst, B. Elsener, C.K. Larsen, Ø. Vennesland, Critical chloride content in reinforced concrete – A review, Cem. Concr. Res. 39, 1122-1138 (2009).
• 17. E. Štepanková, L. Kalina, V. Bílek, E. Bartonicková, Utilization of by-pass cement kiln dust in alkali-activated materials, Key. Eng. Mater. 761, 23-26 (2018).
• 18. S.D. Wang, K.L. Scrivener, P.L. Pratt, Factors affecting the strength of alkali-activated slag, Cem. Concr. Res. 24, 1033-1043 (1994).
• 19. C. Shi, R.L. Day, Early strength development and hydration of alkali-activated blast furnace slag/fly ash blends , Adv. Cem. Res. 11, 189-196 (1999).
• 20. P. Czapik, J. Zapała-Sławeta, Z. Owsiak, P. Stępień, Hydration of cement by-pass dust, Constr. Build. Mater. 231, 117-139 (2020).
• 21. W. Kurdowski, Chemistry of cement and concrete, Springer, Dordrecht, 2014.
• 22. W. Zapaśnik, Przyczyny oraz przykłady występowania reakcji alkalia-kruszywa (AAR) w betonie, na podstawie doświadczeń amerykańskich i australijskich. Część 1. Przyczyny reakcji alkalia-kruszywa (aar) w betonie, Drogownictwo 8, 259-265 (2015).
• 23. R.H. Bogue, Calculation of the Compounds in Portland Cement, Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1, p. 192-197 (1929).
• 24. M.S. Konsta-Gdoutos, S.P. Shah, Hydration and properties of novel blended cements based on cement kiln dust and blast furnace slag, Cem. Concr. Res. 33, 1269-1276 (2003).
• 25. S. Abd El-Aleem, M. Abd El-Aziz, M. Heikal, H. El-Didmony, Effect of cement kiln dust substitution on chemical and physical properties and compressive strength of portland and slag cement, Arab. J. Sci. Eng. 30, 263 (2005).
• 26. Ł. Gołek, E. Kapeluszna, K. Rzepa, Investigations of the glass activity in municipal and special incinerating plants waste, Cement Wapno Beton 22 (1), 77-89 (2017).
• 27. J. Pawluk, P. Zajd, The importance of grinding technology in the strength development of blastfurnace cement CEM III/A, Cement Wapno Beton 22 (2), 138-144 (2017).
• 28. D.P. Bentz, F. Zunino, D. Lootens, Chemical vs. Physical Acceleration of Cement Hydration, Concr. Int. Des. Constr. 38, 37-44 (2016).
• 29. R. Wang, G. Wang, Acceleration effect of rice husk ash on hydration of styrene-acrylic ester/cement composite pastes, Cement Wapno Beton 23 (5), 396-406 (2018).
• 30. Z. Osmanovic, N. Haračić, J. Zelić, Properties of blastfurnace cements (CEM III/A,B, C) based on Portland cement clinker, blastfurnace slag and cement kiln dusts, Cem. Concr. Compos. 91, 189-197 (2018).
• 31. M.S. Konsta-Gdoutos, S.P. Shah, S. Bhattacharja, Development and performance of cement kiln dust-slag cement, Challenges Concr. Constr. 5, 403-410 (2002).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).