Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Odporność filtracyjna zawiesin twardniejących z popiołami fluidalnymi w warunkach agresji chemicznej

Falaciński P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2018

|

z. 76

3--101

PL

Przesłony przeciwfiltracyjne wykonywane z zawiesin twardniejących mogą być realizowane w obiektach ochrony środowiska, gdzie znajdują się w warunkach filtracyjnego oddziaływania wód zanieczyszczonych. Tym samym kluczowa stała się kwestia odporności filtracyjnej zawiesin w kontekście oddziaływania różnorodnych środowisk agresywnych chemicznie. Przedmiotem rozważań monografii były zawiesiny twardniejące cementowo-bentonitowo-wodne z dodatkiem lotnych popiołów fluidalnych ze spalania węgla kamiennego i węgla brunatnego. Głównym celem pracy było określenie odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących w świetle długotrwałej ekspozycji na filtracyjne oddziaływanie substancji agresywnych chemicznie. Omówione zostały właściwości technologiczne i użytkowe zawiesin wraz z metodyką ich badania. Przedstawiono podstawowe pojęcia związane z korozją materiałów budowlanych i agresywnością środowisk. Sklasyfikowano czynniki mogące destrukcyjnie wpływać na trwałość przesłon przeciwfiltracyjnych z zawiesin twardniejących. Omówiono odporność zawiesin na czynniki destrukcyjne natury fizycznej, mechanicznej oraz chemicznej. W monografii zdefiniowano pojęcie odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących, która jest rozumiana jako miara szczelności materiału (zawiesin twardniejących) i określana za pomocą przepuszczalności hydraulicznej (współczynnika przepuszczalności hydraulicznej, współczynnika filtracji). Przedstawiono metodykę oraz wyniki badań własnych przepuszczalności hydraulicznej zawiesin twardniejących cementowo-bentonitowo-popiołowo-wodnych poddanych 180-dniowej filtracji roztworów agresywnych chemicznie. Modelowano agresywność kwasową siarczanową, amonową, magnezową ługującą oraz mieszaną. Badano również zmiany współczynnika przepuszczalności hydraulicznej w czasie po filtracji zawiesin substancjami agresywnymi wobec stosowanego spoiwa. Następnie szukano korelacji pomiędzy szczelnością zawiesin a morfologią porów. Analizowano również zmiany odporności filtracyjnej badanych zawiesin w kontekście ewentualnych przemian korozyjnych. W tym celu zostały przeprowadzone badania specjalistyczne: porowatości, rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej, analizy termicznej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. W drugim etapie badań powtórzono badania specjalistyczne, uzupełnione o spektroskopię w podczerwieni, zawiesin eksponowanych przez okres 9 lat w warunkach statycznych, w roztworze kwasu azotowego. W wyniku analizy uzyskanych wyników badań oraz danych studialnych sformuowano wnioski końcowe dotyczące odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących poddanych filtracyjnemu oddziaływaniu różnorodnych substancji agresywnych chemicznie. Określono możliwe kierunki dalszych prac badawczych.

EN

Cut-of walls made of hardening slurries may be present in environmental protection structures, where they operate under the conditions of filtration effects of contaminated waters. Therefore, the problem of filtration resistance of hardening slurries has become essential in the context of the effects of various chemically aggressive environments. The subject of the considerations have been cement-bentonite-water hardening slurries with the addition of fluidized fly-ashes from hard coal and brown coal combustion. The primary purpose of the thesis was to identify filtration resistance of hardening slurries under the conditions of long-term exposure to filtration effects of chemically aggressive substances. Technological and functional properties of hardening slurries, along with the methodology of studying them, have also been discussed. Basic terms related to corrosion of building materials and corrosiveness of environments have been presented. Factors that may destructively affect durability of cut-oft walls made of hardening slurries have been classified. Resistance of hardening slurries to destructive physical, mechanical and chemical factors has been discussed. In the monograph the notion of filtration resistance of hardening slurries has been defined, which is understood as the measure of material leak tightness (of hardening slurries) and determined by means of hydraulic conductivity (hydraulic conductivity coefficient, permeability coefficient). The originality and complementarity of the author’s own research have been indicated as compared to data published by other researchers. The methodology and the author’s own research results of hydraulic conductivity of cement bentonite-ash-water hardening slurries subjected to 180-day filtration of chemically aggressive solutions have been presented. Acid, sulphate, ammonia, magnesium, leaching and mixed aggressiveness was modelled. Changes in the hydraulic conductivity coefficient were tested over time. Then, a correlation between leak tightness of slurries and pores morphology was sought. Changes were also analysed in the filtration resistance of the examined hardening slurries in the contex of possible corrosion changes. For this purpose, specialist tests were conducted: porosity, X-ray diffraction analysis, thermal analysis and scanning electron microscopy. At the second stage of the research, the specialized tests were repeated, supplemented with. IR spectroscopy, for slurries exposed for the period of 9 years under static conditions, in a nitric acid solution. As a result of an analysis of the obtained research results and the study data, final conclusion have been formulated concerning filtration resistance of hardening slurries subjected to dynamic, filtering effect of various chemically aggressive substances. Possible directions of further research work have also been specified.

2

Influence of fly ash from the thermal treatment of municipal sewage sludge on chosen properties of hardening slurries

Falaciński P.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 3(114)

125--138

EN

Over recent years in Poland, there has been a rapid accumulation of sewage sludge – a by-product of the treatment of urban wastewater. This has come about as a result of infrastructure renewal, specifically, the construction of modern sewage treatment plants. As a consequence, the amount of fly ash resulting from the thermal treatment of municipal sewage sludge has grown significantly. The aim of this experiment was to evaluate the possibility of using the fly ash that results from municipal sewage sludge thermal treatment (SSTT) as an additive to hardening slurries. The article presents the technological and functional parameters of hardening slurries with the addition of fly ash obtained by SSTT. Moreover, the usefulness of these slurries is analysed on the basis of their basic properties. The mandated requirements for slurries employed in the construction of cut-off walls in flood embankments are listed as a criterion of usefulness. On the basis of this experiment, the usefulness of fly ash obtained through SSTT as an addition to hardening slurries was identified.

PL

W ostatnich latach odnotowano dość szybki wzrost ubocznych produktów w procesie oczyszczania ścieków komunalnych – osadów ściekowych. Jest to pochodna rozwoju cywilizacyjnego Polski i budowy nowoczesnych oczyszczalni ścieków. W wyniku takich działań ilość powstałych lotnych popiołów po spaleniu komunalnych osadów ściekowych znacząco rośnie. Celem przeprowadzonego eksperymentu była ocena możliwości zastosowania lotnego popiołu z termicznego przekształcania komunalnych osadów ściekowych (TPKOŚ) jako dodatku do zawiesin twardniejących. W artykule zaprezentowano wyniki badań parametrów technologicznych i użytkowych zawiesin twardniejących z dodatkiem lotnego popiołu z TPKOŚ. Na podstawie oznaczonych wartości podstawowych właściwości (w stanie płynnym oraz po stwardnieniu) analizowano przydatność projektowanych zawiesin twardniejących. Jako kryterium porównawcze zastosowano wymagania w stosunku do zawiesin twardniejących stosowanych podczas realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych w wałach przeciwpowodziowych. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu stwierdzono przydatność popiołu z TPKOŚ jako dodatku do zawiesin twardniejących.

3

The release of heavy metals from hardening slurries with addition of selected combustion by-products

Wojtkowska M., Falaciński P., Kosiorek A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 4

479--491

EN

In Poland, in recent years, there has been a rapid accumulation of sewage sludge - a by-product in the treatment of urban wastewater. This has come about as a result of infrastructure renewal, specifically, the construction of modern sewage treatment plants. The more stringent regulations and strategic goals adopted for modern sewage management have necessitated the application of modern engineering methodology for the disposal of sewage sludge. One approach is incineration. As a consequence, the amount of fly ash resulting from the thermal treatment of municipal sewage sludge has grown significantly. Hence, intensive work is in progress for environmentally safe management of this type of waste. The aim of the experiment was to evaluate the possibility of using the fly ash that results from municipal sewage sludge thermal treatment (SSTT) as an additive to hardening slurries. This type of hardening slurry with various types of additives, e.g. coal combustion products, is used in the construction of cut-off walls in hydraulic structures. The article presents the technological and functional parameters of hardening slurries with an addition of fly ash obtained by SSTT. Moreover, the usefulness of these slurries is analysed on the basis of their basic properties, i.e. density, contractual viscosity, water separation, structural strength, volumetric density, hydraulic conductivity, compressive and tensile strength. The mandated requirements for slurries employed in the construction of cut-off walls in Floyd embankments are listed as a usefulness criteria. Subsequently, leaching tests were performed for heavy metals in the components, the structure of the hardening slurries. An experiment showed leaching of hazardous compounds at a level allowing their practical application. The article presents the potential uses of fly ash from SSTT in hardening slurry technology. It also suggests directions for further research to fully identify other potential uses of this by-product in this field.

PL

W ostatnich latach w Polsce odnotowano dość szybki wzrost ubocznych produktów w procesie oczyszczania ścieków komunalnych - osadów ściekowych. W 2014 roku wytworzono 556,0 tys. ton suchej masy komunalnych osadów ściekowych. Jest to pochodna rozwoju cywilizacyjnego Polski i budowy nowoczesnych oczyszczalni ścieków. Zaostrzające się przepisy oraz założone, strategiczne cele gospodarki ściekowej determinują rozwój nowoczesnych metod utylizacji osadów ściekowych, tj. technik termicznych. W wyniku takich działań ilość powstałych lotnych popiołów po spaleniu komunalnych osadów ściekowych znacząco rośnie. Trwają intensywne prace nad możliwością bezpiecznego dla środowiska zagospodarowania tego typu odpadu. W artykule przedstawiono badania nad możliwością dodawania lotnych popiołów z TPOŚ jako składnika zawiesin twardniejących. Przeprowadzono badania właściwości technologicznych i użytkowych, których celem było określenie praktycznej przydatności zastosowanych w eksperymencie zawiesin twardniejących. Wykonano również badania wymywalności metali ciężkich ze struktury zawiesin (znajdujących się w składnikach receptur zawiesin). Przeprowadzony eksperyment wykazał wymywanie niebezpiecznych związków na poziomie umożliwiającym praktyczne ich zastosowanie. Artykuł przedstawia potencjalne pole wykorzystania wspomnianego ubocznego produktu spalania.

4

Possible applications of hardening slurries with fly ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in environmental protection structures

Falaciński P., Szarek Ł.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2016

|

Vol. 63, nr 1

47--61

EN

In Poland, in recent years, there has been a rapid accumulation of sewage sludge – a by-product in the treatment of urban wastewater. This has come about as a result of infrastructure renewal, specifically, the construction of modern sewage treatment plants. The more stringent regula tions and strategic goals adopted for modern sewage management have necessitated the application of modern engineering methodology for the disposal of sewage sludge. One approach is incineration. As a consequence, the amount of fly ash resulting from the thermal treatment of municipal sewage sludge has grown significantly. Hence, intensive work is in progress for environmentally safe management of this type of waste. The aim of the experiment was to evaluate the possibility of using the fly ash that results from municipal sewage sludge thermal treatment (SSTT) as an additive to hardening slurries. This type of hardening slurry with various types of additives, e.g. coal combustion products, is used in the construction of cut-off walls in hydraulic structures. The article presents the technological and functional parameters of hardening slurries with an addition of fly ash obtained by SSTT. Moreover, the usefulness of these slurries is analysed on the basis of their basic properties, i.e. density, contractual viscosity, water separation, struc- tural strength, volumetric density, hydraulic conductivity, compressive and tensile strength. The mandated requirements for slurries employed in the construction of cut-off walls in flood embankments are listed as a usefulness criteria. The article presents the potential uses of fly ash from SSTT in hardening slurry technology. It also suggests directions for further research to fully identify other potential uses of this by-product in this field.

5

Possible applications of hardening slurries with fluidal ashes in environment protection structures

Falaciński P.

Archives of Environmental Protection

|

2012

|

Vol. 38, no. 3

91-104

EN

This article presents ways of possible utilization and application of fluidal combustion wastes as active additives to hardening slurries which are used to seal environment protection structures, i.e. cut-off walls in waste dumps and wastewater treatment plants. Cut-off walls are often exposed to filtrating action of eluates – polluted (aggressive) waters. Results of hydraulic conductivity tests of slurries after their long-term (210 days) filtration with eluates from a municipal waste dump and with tap water are presented. Porosity tests were also conducted to show the porosity structure of the filtered slurries. Additionally, compressive strength of slurries maturing in tap water and waste dump eluates was tested in parallel.

PL

Artykuł przedstawia możliwości zagospodarowania oraz wykorzystania odpadów ze spalania fluidalnego, jako aktywnego dodatku do zawiesin twardniejących podczas realizacji uszczelnień w obiektach ochrony środowiska, tj.: przesłon przeciwfiltracyjnych na składowiskach odpadów komunalnych, oczyszczalniach ścieków. Przesłony przeciwfiltracyjne często pracują w warunkach filtracyjnego oddziaływania odcieków – wód zanieczyszczonych (agresywnych). Przedstawiono wyniki badań przepuszczalności hydraulicznej zawiesin poddanych długotrwałej (210 dni) filtracji odcieków ze składowiska odpadów komunalnych oraz wody wodociągowej. Wykonano badania porozymetryczne przedstawiające strukturę porowatości filtrowanych zawiesin. Niezależnie od tych badań przeprowadzono testy wytrzymałości na ściskanie zawiesin dojrzewających w wodzie wodociągowej oraz w odciekach ze składowiska.

6

Leak Tightness of Hardening Slurries with Fluidal Ashes in Chemically Aggressive Environments

Falaciński P.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 1

115-134

EN

This article presents test results for hydraulic conductivity and porosity structure of hardening slurries prepared of Portland cement, betonite, water and fluidal ashes from the combustion of hard and brown coal. The slurries were exposed to persistent filtering action (180 days) of liquids chemically aggressive to cement binders, i.e. distilled water, 0.5% solution of nitric acid, 1% solution of sodium sulphate, 1% solution of magnesium nitrate and 1% solution of ammonium nitrate. Samples exposed to filtration of tap water constituted the reference base. The research was into relations between hydraulic conductivity and pore structure parameters in slurries, as well as into the influence of the type of aggressive medium on leak tightness of slurries (their porosity and hydraulic conductivity).

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań przepuszczalności hydraulicznej oraz struktury porowatości zawiesin twardniejących sporządzonych z cementu portlandzkiego, bentonitu, wody oraz popiołów fluidalnych pochodzących ze spalania węgla kamiennego i brunatnego. Zawiesiny były poddane długotrwałej (180-dniowej) ekspozycji na filtracyjne działanie cieczy agresywnych chemicznie wobec spoiwa cementowego, tj.: wody destylowanej, 0,5% roztworu kwasu azotowego, 1% roztworu siarczanu sodu, 1% roztworu azotanu magnezu oraz 1% roztworu azotanu amonu. Bazę porównawczą stanowiły próbki poddane filtracji wody wodociągowej. Badano związki przepuszczalności hydraulicznej z parametrami charakteryzującymi strukturę porów w zawiesinie oraz wpływ rodzaju agresywnego medium na szczelność zawiesiny (jej porowatość i przepuszczalność hydrauliczną).

7

Parametric effectiveness assesment of jet grouting cutoff walls in rehabilitated flood-protective dikes

Truty A., Szarliński J., Podleś K., Ziobroń P.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2008

|

R. 105, z. 3-Ś

127-141

EN

In the paper a problem of effectiveness of jet grouting cutoff walls with respect to the reduction of volume/amount of water seeping through the body and the ground of the reconstructed/renovated flood protective dikes has been considered and analyzed. A parametric study for one cross section of the Vistula river dike in the Kaniów village has been made.

PL

W artykule rozważono problem efektywności przesłon typu iniekcyjnego w kontekście redukcji objętości przepływu filtracyjnego przez korpus i podłoże remontowanych wałów przeciwpowodziowych. Wykonano studium parametryczne dla jednego przykładowego przekroju na Wiśle w Kaniowie.

8

Hydraulic Conductivity and Porosity of Hardening Slurries with Fluidal Fly Ashes in Chemically Aggressive Environments

Falaciński P., Kledyński Z.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2008

|

Vol. 55, nr 3-4

65-81

EN

The article presents the results of hydraulic conductivity and porosity tests of hardening slurries prepared from Portland cement, betonite, water and fluidal fly ashes from combustion of hard and brown coal. In addition, the ashes were in two states of activation: non-activated and mechanically activated. The slurries were exposed to persistent, 160-day filtration of chemically aggressive liquids: distilled water, 0.5% solution of nitric acid and 1% solution of sodium sulphate. A comparative base was composed of samples exposed to filtration of tap water. The research was into relations between hydraulic conductivity and parameters characterizing the porosity structures in slurries, as well as into the influence of sample maturation periods, the state of activation and type of ashes, and the type of aggressive medium on porosity and conductivity of the material. The observed phenomena were typical of materials based on cement binders, and exposed to chemical aggression, e.g. sealing-up of porosity structures in response to sulphate corrosion and de-sealing in response to leaching corrosion, along with effects specific for slurries, such as a decrease of hydraulic conductivity in response to nitric acid solution. A favourable effect of fluidal fly ashes from brown coal was also noted.

9

Fluidised fly-ash cement-bentonite cut-off walls in flood protection

Falaciński P., Garbulewski K., Kledyński Z., Skutnik Z., Ziarkowska K.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2005

|

Vol. 52, nr 1

7-20

EN

Vertical barrier walls are widely used in environmental control systems to restrict the lateral spreading of liquid or gaseous contaminants and for seepage control through and beneath levees. The barrier walls are constructed in single or two phases using slurry composed mainly of bentonite, cementitious materials and water to maintain the trench stability and finally low hydraulic conductivity of barrier. A turning point in the development of slurry technology arose from research demonstrating the positive effects of blast furnace slag or fly-ashes on slurry properties in terms of reduced hydraulic conductivity. This paper presents the implementation of an experimental section of cut-off wall in the subsoil of a modernised flood embankment along the Vistula River and the results of controlling analyses of applied hardening slurry with an admixture of activated fluidal ashes from hard coal. The results of tests confirm the possibility of practical application of fluidal ashes as active components to hardening slurry and obtaining - depending on the suspension composition - of favourable technological and exploitation properties of this material.

10

Influence of fly ashes on hardening slurries resistance to sulphate attack

Kledyński Z.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2004

|

Vol. 51, nr 2

119-133

EN

Rapid development of slurry wall technology in the underground constructions caused a noticeable increase in interest, cut-off walls well known in the past. Introduction of hardening slurry to this technology makes their construction easier and creates new possibilities for their application. Current challenge lies in subsoil insulation in order to avoid contamination spread into the ground waters. Thus, besides the already well known problems, new ones appeared, in that the issue of corrosion, especially of a chemical nature, to which the cut-off walls are exposed in the environment of aggressive groundwater. The paper focuses on the assessment of the hardening slurries to sulphate attack. The results of own investigations of cement-bentonite hardening slurry and cement-bentonite-ash hardening slurry prepared with the addition of aggressive liquid, as well as, with tap water and kept in a sulphate ion medium for 1 year are presented. Contamination spreading in non-filtration conditions was modelled. Tests of samples made with tap water and stored in tap water are considered as controls. The paper presents results of tests of liquid slurries properties and results of assessments of hardened slurries. Changes in mass of slurries, compressive and tensile strength and changes in sample storage environment chemistry were measured. Thermographic investigations of slurries were also conducted. The results of investigations and review of literature data on hardening slurries corrosion resistance to sulphate attack are presented. Practical suggestions in relation to the application of cut-off walls made of hardening slurries are made.