Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ recyklingowego kruszywa ceramicznego na cechy wytrzymałościowe betonu wysokowartościowego

Gasik-Kowalska Natalia, Koper Artur, Wieszczyńska Paulina, Lisiecka Patrycja, Syska Patrycja

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

39--44

PL

Sektor budowlany, a szczególnie produkcja tak powszechnie stosowanego materiału, jakim jest beton, wymaga wdrażania rozwiązań pozwalających na ograniczenie śladu węglowego. Jest to możliwe m.in. przez zastąpienie grubego kruszywa naturalnego materiałami wtórnymi. W artykule przedstawiono wyniki badań cech wytrzymałościowych betonu, w którym kruszywo granitowe zastąpiono kruszywem recyklingowym, pochodzącym z rozkruszenia ceramicznych elementów armatury sanitarnej.

EN

The construction sector, especially the production of such a commonly used material as concrete, requires the implementation of solutions that reduce the carbon footprint. This is possible, among other things, by replacing coarse natural aggregate with secondary materials. The article presents the results of testing the strength characteristics of concrete, which the granite aggregate was replaced with recycled aggregate originating from the crushing of ceramic elements of sanitary fittings.

2

Wpływ popiołów ze spalania komunalnych osadów ściekowych na cechy wytrzymałościowe betonu zawierającego recyklingowe kruszywo ceramiczne

Szulej Jacek, Ogrodnik Paweł, Powęzka Aleksandra, Sumorek Andrzej

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

42--46

PL

Świadomość ekologiczna społeczeństwa, a przede wszystkim konieczność dążenia do zrównoważonego rozwoju w gospodarce powoduje, że wpływ betonu na środowisko naturalne jest coraz częściej omawiany. Wpisuje się to jednocześnie w szeroko rozumiany trend gospodarki o obiegu zamkniętym, w której ogranicza się do minimum możliwości powstawania odpadów także w budownictwie. Podejmowane są liczne badania mające na celu zmniejszenie energochłonności rozwiązań dla sektora budowlanego oraz zmniejszenia ilości wytwarzanych odpadów. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań cech mechanicznych betonu zawierającego odpadowe kruszywo ceramiczne i popiół lotny ze spalania osadów ściekowych. Określono także wpływ podwyższonej temperatury 300, 450 i 600°C na właściwości wytrzymałościowe betonu. Przeprowadzone badania jednoznacznie wykazały możliwość stosowania kruszywa recyklingowego pochodzącego z przekruszenia ceramiki szlachetnej oraz popiołów lotnych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.

EN

The ecological awareness of society and, above all, the need to base the country's economy on sustainable development mean that the issue of impact on the natural environment is an issue that is increasingly discussed by concrete technologists. At the same time, it fits into the broadly understood trend of a closed-loop economy, in which the possibility of generating waste, also in construction, is minimized. Numerous studies are being undertaken to reduce the energy consumption of solutions for the construction sector and to reduce the amount of waste generated. The article presents selected results of tests on the mechanical properties of concrete containing waste ceramic aggregate and fly ash from the combustion of sewage sludge. The influence of increased temperatures of 300, 450 and 600°C on the strength properties of concrete was also determined. The conducted research clearly demonstrated the possibility of using recycled aggregate from the crushing of fine ceramics and fly ash from the combustion of sewage sludge in construction concrete.

3

Wpływ infiltracji próżniowej na właściwości mechaniczne polimerobetonów wzmacnianych lekkimi kruszywami ceramicznymi

Smoleń Jakub, Pawlik Tomasz

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 1

56--64

PL

W niniejszej pracy opisano wpływ inflitracji próżniowej na właściwości polimerobetonów na bazie lekkich agregatów ceramicznych. W pierwszym etapie badań wytworzono ceramiczne granule o wysokiej porowatości otwartej, około 27%, w oparciu o wykorzystanie przemysłowych materiałów odpadowych. Ceramiczne agregaty, zwane dalej granulatami, o wielkości od 2 do 4 mm wytworzono z wykorzystaniem zanieczyszczonej stłuczki szklanej oraz łupków węglowych. Omówiono efektywność infiltracji granulatu żywicą epoksydową w produkcji polimerobetonu o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i stosunkowo małej masie w porównaniu z tradycyjnym betonem. Wytrzymałość na ściskanie polimerobetonu w którym kruszywo infiltrowano próżniowo żywicą wynosi 87 MPa, a polimerobetonu w którym zastosowano infiltrację zanurzeniową wytrzymałość na ściskanie wynosi około 42 MPa. Powstały polimerobeton, ze względu na swoją gęstość, zaliczany jest do betonów lekkich o wysokiej wytrzymałości.

EN

In this paper, the influence of vacuum infiltration of lightweight ceramic aggregates as fillers in polymeric concretes was described. In the first stage of the investigation, a set of ceramic aggregates with a high open porosity of about 27% was produced on the basis of industrial wastes. Ceramic aggregates with a size of 2 to 4 mm, hereinafter referred to as granules, were produced using contaminated glass cullet waste and coal shale. The effectiveness of granule infiltration with epoxy resin in the production of polymer concrete with high mechanical strength and relatively low mass compared to traditional concrete was discussed. The compressive strength of polymer concrete, where the aggregates were infiltrated with resin, is 87 MPa, and the polymer concrete, in which the vacuum infiltration process was not used, reaches a compressive strength of approximately 42 MPa. The resulting concrete, due to its density, is classified as a lightweight high-strength concrete.

4

Badanie granulometrii pyłów ceramicznych powstających podczas rozkruszania odpadów ceramiki sanitarnej pod kątem wykorzystania ich jako dodatku do betonu

Zegardło B., Drzymała T., Ogrodnik P., Jaworska B.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 6

318--321, CD

PL

Celem przedstawionych w niniejszym artykule badań była ocena granulometrii pyłów ceramicznych pod kątem wykorzystania ich jako dodatku do betonu. Materiał do badań pochodził z poprzemysłowych odpadów ceramiki sanitarnej, które poddane były procesowi kruszenia w kruszarkach szczękowych. Praca kruszarek oprócz wyodrębnienia uziarnień o średnicach 0-4mm oraz 4-8mm pozwalała na odseparowanie z drobniejszego uziarnienia pyłów o średnicy 0-0,125mm. Do badania cech granulometrycznych wykorzystano stanowisko badawcze składające się z laserowego analizatora granulometrycznego Horiba LA-300 podłączonego do komputera wyposażonego w odpowiednie oprogramowanie. Jako cechę poboczną zbadano gęstość pyłów przy użyciu kolby Le Chateliera. Wyniki przeprowadzonych badań porównano z danymi jakie uzyskano dla tradycyjnie stosowanego dodatku do betonu jakim są pyły lotne krzemionkowe. Analiza porównawcza wyników dowiodła, że tak odseparowane pyły ceramiczne posiadają większe rozmiary niż popioły lotne krzemionkowe, a ich gęstość jest większa. Cechy te sugerują że aktywność pucolanowa pyłów ceramicznych może być niższa niż popiołów lotnych, a przy komponowaniu kompozytów betonowych z kruszywami ceramicznymi dodatek pyłów nie będzie miał korzystnego wpływu na parametry uzyskanego betonu.

EN

The purpose of the research presented in this article was to assess the granulometry of ceramic dust in terms of their use as an additive to concrete. The material for testing came from postindustrial sanitary ceramic waste, which was subjected to a crushing process in jaw crushers. A research stand consisting of a Horoir LA-300 laser particle analyzer connected to a computer equipped with appropriate software was used to study the granulometric characteristics. As a side feature, the dust density was examined using a Le Chatelier flask. The results of the tests carried out were compared with the data obtained for the traditionally used concrete additive - silica volatile dusts.

5

Badanie twardości jako metoda oceny jakości recyklingowych kruszyw ceramicznych do betonów

Ogrodnik P., Zegardło B., Pieniak D.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2017

|

Nr 62 (tom 2) (2)

25--37

PL

Celem przedstawionych w artykule badań była ocena jakości kruszywa recyklingowego przy wykorzystaniu nienormatywnej metody pomiaru jego twardości. W artykule przedstawiono różne rodzaje ceramiki, zwracając uwagę na ich nietypową budowę mikroskopową, w której cechą podstawową były występujące w dużych ilościach pory w objętości badanego materiału. Cecha ta pozwala postawić tezę, że podczas zagłębiania wgłębnika w strukturę materiału ceramicznego, ścianki pomiędzy porami, kruszyć się będą pod wpływem siły z różną intensywnością. Analogicznie jak dzieje się to w przypadku badań materiałów metalowych, parametrem służącym ocenie była głębokość penetracji wgłębnika. Badaniom poddano kruszywa ceramiczne z ceramiki czerwonej, glazurniczej i sanitarnej. Przedstawione wyniki badań odniesiono do wskaźnika rozkruszenia i finalnej wytrzymałości na ściskanie otrzymanego z kruszyw. Na podstawie analizy otrzymanych wyników stwierdzono, że przedstawiona metoda badań może być wykorzystywana przy szacowaniu jakości kruszywa ceramicznego i może stanowić alternatywę dla badań wytrzymałościowych tego typu kruszyw. Artykuł jest kontynuacją cyklu publikacji dotyczących zastosowania odpadowych materiałów ceramicznych jako wypełniacza do betonów cementowych wykazujących szereg szczególnych cechy, w tym dużej odporności na oddziaływanie temperatur pożarowych. Do tej pory parametrem określającym jakość kruszywa był badany wskaźnik rozkruszenia. Wartość wymienionego parametru pozwalała przewidywać maksymalną klasę wytrzymałości otrzymywanego betonu.

EN

The aim of the presented test results was the evaluation of the quality of recycled aggregate using non – standard method to measure its hardness. The article presents various kinds of ceramic, considering their non-typical microscopic structure with a lot of pores in the examined material. The thesis, that, while the penetrator enters the ceramic material, the walls between the pores may crush with different intensity, can be put. As in case of the metal material tests, the parameter for the evaluation was the depth of the penetration. The tests were carried out on the following ceramic aggregates: red, glaze and sanitary ceramic. The results have been referred to crushing indicator and to the final strength on the compression. On the basis of the results, it has been found, that the presented testing method may be used for the evaluation of the ceramic aggregate and may be the alternative to the strength test used for such aggregates. The article is the continuation of the publication dealing with the use of the recycled ceramic materials as the filler for the cement concrete with some particular features, including the high resistance on fire temperatures. So far, the parameter describing the quality of the aggregate has been the tested crushing indicator. The mentioned indicator helps to predict the maximum strength of the obtained concrete.

6

Możliwości wykorzystania odpadów z ceramiki sanitarnej w mieszankach mineralno-asfaltowych

Zegardło B., Andrzejuk W., Barnat-Hunek D., Nitychoruk J.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 12

24--26

PL

Wykonano mieszankę mineralno-asfaltową, w której jako substytutu kruszywa tradycyjnego użyto odpadów ceramicznych powstałych w wyniku dwuetapowego procesu kruszenia wyrobów ceramiki sanitarnej posiadających uszkodzenia i nierówności powierzchni. Zbadano podstawowe parametry tak uzyskanego kruszywa i na ich podstawie zaprojektowano mieszankę mineralno-asfaltową zawierającą ok. 20% objętości kruszywa recyklingowego. Zbadano zawartość lepiszcza rozpuszczalnego w przygotowanej mieszance, gęstość objętościową próbek, zawartość wolnych przestrzeni oraz zawartość przestrzeni wypełnionych lepiszczem. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono, że kruszywo ceramiczne może być substytutem kruszyw tradycyjnych stosowanym do wyrobu mieszanek mineralno-asfaltowych.

EN

The mineral-asphalt mix was used, where as a substitute for traditional aggregates waste ceramic was used. Having damage and surface irregularities of sanitary ceramic ware products were two-stage crushing process. The basic parameters of the obtained aggregate were studied and based on them a mineral-asphalt mix was prepared containing about 20% of the aggregate in its volume. The prepared mixture was examined: the content of soluble binder, bulk density of the samples the content of free space and the content of space filled with binder. Based on the analyzes, it was found that ceramic aggregates could potentially replace traditional aggregates used in the manufacture of asphalt mixtures.

7

Technologia otrzymywania kruszywa ceramicznego z popiołów po spaleniu węgla w autotermicznym procesie spiekania

Sokołowski J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Chemia

|

2012

|

z. 81

3-108

PL

Praca poświęcona jest korzystnemu ekonomicznie zagospodarowaniu ubocznych produktów spalania węgla. Nagromadzone w latach ubiegłych na hałdach, zalegają obecnie w ilości ponad 500 mln Mg. Z szeregu sposobów zagospodarowania popiołów elektrownianych produkcja lekkich kruszyw ceramicznych, szczególnie metodą spiekania w wysokich temperaturach, jest jedną z najbardziej perspektywicznych metod. Kruszywo takie stosowane jest w budownictwie i drogownictwie, pozwalając jednocześnie na ograniczenie degradacji środowiska powodowanej pozyskiwaniem kruszyw naturalnych. Rezultaty badań własnych poprzedzono opisem wdrożonych technologii zagospodarowania popiołów elektrownianych, z analizą możliwości zastosowania produkowanych kruszyw, tak jeśli chodzi o ich właściwości, jak i koszty wytwarzania. Aby produkowane kruszywo znalazło zbyt na rynku, musi być konkurencyjne cenowo w stosunku do kruszyw naturalnych. Jest to możliwe do osiągnięcia tylko wtedy, gdy nitka technologiczna produkcji kruszywa spiekanego będzie stosunkowo prosta, chociażby bez dużej ilości urządzeń ważąco-dozujących, a proces spiekania prowadzony będzie bez dodatku paliwa zewnętrznego, z wykorzystaniem jedynie ciepła spalania węgla zawartego w popiołach. Powstałe w tej sytuacji problemy technologiczne, wynikające z różnej zawartości węgla w popiele, likwidowane muszą być w urządzeniu spiekalniczym poprzez odpowiednią jego konstrukcję i organizację przepływu mediów. Badania prowadzono, pozyskując surowiec z hałdy popiołów w Sowlanach, pochodzącej ze spalania węgla kamiennego w paleniskach pyłowych elektrociepłowni w Białymstoku, na której przez ok. 20 lat gromadzono popioły lotne z elektrofiltrów oraz mieszanki popiołowo-żużlowe z mokrego odprowadzania odpadów paleniskowych. W zależności od miejsca poboru surowiec zawierał od 5,5 do nawet 19% wag. węgla. Badania przeprowadzono w skali półtechnicznej. Najpierw opracowano konstrukcję i zbudowano urządzenia dla dwóch newralgicznych w technologii produkcji kruszyw spiekanych operacji: suszenia oraz wypalania i spiekania granulatów z popiołów elektrownianych. Następnie zaglomerowano kilka porcji popiołów elektrownianych, wysuszono je, wyprodukowano kruszywa i określono ich przydatność użytkową. Pierwszym zaprojektowanym i zbudowanym urządzeniem spiekalniczym był piec szybowy. Spełniał on wszystkie warunki do autotermicznego przeprowadzenia procesu wypalania i spiekania kruszywa, ale spiekanie granulatów o różnej i zasadniczo zmiennej zawartości węgla w popiele okazało się w piecu szybowym bardzo trudne. Zostało zrealizowane dopiero po zbudowaniu pieca o zastrzeżonej konstrukcji, w którym proces wypalania i spiekania prowadzono w strumieniu gazów spalinowych z dodatkiem odpowiedniej ilości powietrza. Mimo tego bieg procesu był bardzo wrażliwy nawet na niewielkie wahania parametrów technologicznych, dlatego trudno było takie rozwiązanie aparaturowe rekomendować jako docelowe urządzenie spiekalnicze w fabryce kruszyw. W dalszym etapie badań analizowano możliwości wykorzystania pieca obrotowego, jako urządzenia stosunkowo odpornego na zmiany parametrów technologicznych w trakcie biegu procesu, do wypalania i spiekania popiołów elektrownianych w autotermicznym procesie. W wyniku analiz biegu procesu i doświadczeń wstępnych uznano, że dobrze zaizolowany, pracujący w układzie współprądowym mediów piec obrotowy, w którym powietrze do szybu pieca podawane będzie w układzie promieniowym, poprzez jego pancerz, a nie wzdłuż osi, przy wysokim, ponad 50% napełnieniu szybu granulatem, uzyska wybrane cechy pieca szybowego, umożliwiające prowadzenie procesu spiekania ziaren kruszywa bez dodatku paliwa zewnętrznego. Taką unikalną konstrukcję pieca zastrzeżono, a następnie zbudowano urządzenie o średnicy 1,5 m i długości 3 m, w którym przy 70% napełnieniu szybu pieca granulatem uzyskano autotermiczny bieg procesu z wydajnością kruszywa 600 kg/h. Kruszywo to oraz betony wyprodukowane na jego bazie spełniły wszystkie normy jakościowe przewidziane dla kruszyw popiołoporytowych. Opracowano także konstrukcję i zbudowano suszarnię taśmową do suszenia świeżo zgranulowanych popiołów, bardzo dobrze nadającą się do suszenia ziaren o małej początkowej wytrzymałości mechanicznej. Wyniki badań były na tyle interesujące, że pojawił się inwestor strategiczny, który pozyskał środki na dalsze badania w skali półtechnicznej i wdrożenie tej technologii do praktyki przemysłowej. Na tym etapie badań zaprojektowano, zbudowano i zastrzeżono konstrukcję półkowej suszarni szybowej do suszenia granulatów o małej wytrzymałości mechanicznej. Nadaje się ona lepiej niż taśmowa do wmontowania w Iinię technologiczną produkcji kruszywa. Zbadano warunki jej pracy, określono wydajność oraz zebrano dane do zaprojektowania jej w skali technicznej. Zmodernizowano piec obrotowy, zmieniając strukturę przestrzenną jego wnętrza. Dołożono jeszcze jeden rząd dysz podających promieniowo powietrze oraz wyposażono piec w nagrzewnicę powietrza podawanego do pierwszego rzędu dysz. Na tak przebudowanym piecu w kolejnych procesach wypalania uzyskano 30% wzrost jego wydajności bez uszczerbku dla jakości uzyskanego kruszywa. Zebrano komplet parametrów procesowych potrzebnych do zaprojektowania pieca przemysłowego o wydajności 50 tys. Mg kruszywa rocznie. Aktualnie trwa budowa fabryki kruszywa zlokalizowanej przy hałdzie popiołów w Sowlanach k. Białegostoku.

EN

The dissertation concerns economically beneficial utilisation of coal combustion by-products. Over the past years they have been gathered in landfills and by now the total amount is estimated to be over 500 billion tonnes. Among plenty of methods of utilization of power plant ash, the most prospective one is production of lightweight ceramic aggregate especially by means of sintering in high temperature. The aggregate can be used in building or road construction, which at the same time limits the degradation of the environment caused by mining of natural aggregate. The results of the research precede the description of applied technologies of utilization of power plant ash and the analysis of the possible application of aggregate concerning both the properties of aggregate and the cost of its production. The produced aggregate will be marketable if it is competitive in price in comparison with natural aggregate. This is possible to achieve provided that the production line is considerably simple, for example without weighing machines and feeders and the sintering process is carried out without external fuel but using the heat of combustion of coal present in ash. Technological problems that may occur due to varying content of coal must be solved through adequate construction of sintering apparatus and proper organization of flow of carriers. The raw material was brought from landfills in Sowlany. The power plant ash was produced during combustion of hard coal in pulverized fuel-fired furnace in the heat and power station in Bialystok. Fly ash and dust-slag compounds had been collected for over 20 years and depending on the place, the content of coal is 5.5-19% by weight. The research was carried out on a semi-commercial scale. Two most crucial processes in the technology of production of sintered aggregate are drying and sintering and primarily because of that the apparatus for these operations was constructed and built. Afterwards, a few portions of power plant ash were agglomerated, then dried and sintered. The produced aggregate was tested in terms of its functional quality. The shaft furnace was the first designed and built apparatus for sintering. It served the purpose of autothermal sintering but unfortunately sintering of granules of varying content of coal turned out to be very difficult and it was accomplished after building the furnace of reserved construction. In this. furnace the sintering was carried out in the atmosphere of combustion gases and a proper amount of air. Nevertheless, the process was very susceptible even to slight fluctuations of technological parameters, therefore it was difficult to recommend this construction as a target solution for the sintering apparatus. In further research the possibilities of using a rotary furnace as apparatus which is considerably resistant to changes of technological parameters during the autothermal process of sintering were analyzed. The performance of the process was analyzed and preliminary experiments were carried out. As a result of that, the conditions of the process of sintering without external fuel were determined. The conditions were as follows: performance of the furnace in the streamwise system of media, radial delivery of the air, good external thermal isolation of the furnace, 50% filling of the furnace. Such unique construction of the furnace was patented and the apparatus of the diameter of 1.5 meter and 3 meter was built. When the furnace was filled with granules up to 70% the autothermal process was obtained and the efficiency reached 600 kg per hour. The aggregate and the concrete made from it were tested and they fulfilled all quality standards for lightweight aggregate. A belt dryer for agglomerated granules was also constructed and then built. It was especially useful for drying granules of initially low mechanical strength. The results were interesting enough to attract an investor who found financial support for further research carried out on a semi-commercial scale and for final commercialization. At this stage, a shelf dryer for granules of low mechanical strength was designed, built and patented. It is much more simple to place this dryer in a production line than a belt dryer. The conditions of its running and its efficiency were determined. Collected data were used to design the dryer on a commercial scale. The rotary furnace was modernized by changing its internal construction. Another row of nozzles was added. The furnace was also equipped with a heater of air which is blown into the first row of nozzles. After such rebuilding of the furnace it was possible to obtain efficiency increased by 30% without any damage to the quality of the produced aggregate during subsequent processes. The data on technological parameters were collected to design the furnace with the efficiency of 50 thousand tonnes of aggregate annually. The aggregate factory localized near the landfill of ash in Sowlany, Bialystok, is currently under construction.