Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Use of Waste Ceramic Optimal Concrete for a Cleaner and Sustainable Environment - a Case Study of Mechanical Properties

Najm Hadee Mahommed, Ahmad Shakeel

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2022

|

Vol. 32, no. 3

85--115

EN

The present study aims to find out the optimal use of ceramic powder and ceramic aggregate (both fine and coarse) as a possible substitute for Ordinary Portland Cement (OPC 43 grade) and natural aggregate (fine and coarse), respectively, in concrete, where focused on investigating the mechanical properties of waste ceramic concrete. The performance of this modified concrete was evaluated in terms of Compressive Strength (CS), Tensile Strength (TS), Flexural Strength (FS), and Combined Flexural and Torsional strength (FTS) obtained based on various experimental tests conducted on a total of 192 samples (48 cubes, 48 cylinders, 96 beams). The test results showed that ceramic waste material as a partial replacement for natural aggregate, cement, and fine aggregate provides better performance in terms of CS, TS, and FTS at optimal percentages- 20% ceramic aggregate, 10% ceramic powder, and 10% ceramic fine aggregate (Fineness Modulus 2.2) respectively in M25 grade concrete. Using ceramic waste as a partial replacement to prepare concrete has a lot of benefits from the economic, environmental, and technological point of view. Moreover, it offers a possibility for improving concrete's durability, which is vital.

2

Ocena zależności twardości recyklingowych kruszyw ceramicznych oraz wytrzymałości na ściskanie kompozytów otrzymanych z ich udziałem

Zegardło Bartosz, Miłkowska Dorota, Siedlecka Klaudia, Sztyber Izabella

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 10-11

53--57

PL

Praca niniejsza jest kontynuacją cyklu publikacyjnego dotyczącego zastosowania odpadowych materiałów ceramicznych, jako wypełniacza do betonów cementowych. We wcześniejszych publikacjach autorzy dowiedli, że odpowiedni sposób przygotowania ziaren, ich dobór i połączenie z odpowiednio dobranymi pozostałymi składnikami betonu gwarantuje otrzymanie kompozytu cementowego, którego parametry nie odbiegają od tych jakie uzyskuje się przy stosowaniu kruszyw tradycyjnych. Dowiedziono również, że szeroki wybór materiałów ceramicznych produkowanych z różnych glin sprawia, że jakość otrzymywanych z nich betonów jest różna. Do tej pory parametrem określającym jakość kruszywa był badany dla nich wskaźnik rozkruszenia. Wartość wymienionego parametru pozwalała przewidywać maksymalną klasę jakości otrzymywanego betonu. W artykule niniejszym dokonano porównania zależności twardości kruszyw ich wskaźnika rozkruszenia oraz wytrzymałości na ściskanie kompozytów otrzymanych z udziałem analizowanych recyklingowych kruszyw ceramicznych. Wyniki badań wykazały, że badanie twardości podobnie jak badanie wskaźnika rozkruszenia może potencjalnie służyć do szacowania jakości kruszywa recyklingowego w aspekcie wykorzystania go do produkcji betonów.

EN

Based on the analysis carried out in this article, it was found that: 1. The presented test results indicate the existence of a relationship between the examined hardness, the crushing index and the tested compressive strength obtained from a given concrete aggregate. 2. Within the ceramic materials under investigation, the dependences between the hardness tested, the crushing index and the strength of concrete composites obtained from them are similar to linear ones. 3. The relationship between the hardness tested, the crushing index and the strength of concrete composites for traditional aggregates does not match the linear relationships observed for ceramic aggregates, which probably results from their different construction. 4. The presented method of comparison of hardness test results of ceramic aggregates (with similar physical structure) can be used to control the quality of utilized ceramic material. 5. The assessment of hardness may indicate potential invisible to the eye internal damages occurring within the ceramic aggregate, eg from the freezing and thawing processes of the recycled stored in the external environment. 6. Thanks to commercially available portable devices for measuring hardness, this method can be used for field research. Based on it and the graphs presented in this work, it is possible to roughly estimate the compressive strength of a concrete composite that is to be made based on a given waste ceramic mattered.

3

Opracowanie technologii zagospodarowania odpadów powstających przy produkcji wyrobów ceramiki technicznej

Jakubiuk T., Łosiewicz A.

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 3

15--17

PL

W publikacji przedstawiono sposób otrzymywania granulatu alundowego w suszarni rozpyłowej z odpadów powstających podczas formowania wyrobów. Określono rodzaj i ilości niezbędnych dodatków, które pozwalają na otrzymanie regranulatu o właściwościach identycznych z granulatem pierwotnym, a wytworzone z niego wyroby osiągają wymagane właściwości użytkowe.

EN

The publication presents the method of obtaining alumina ceramic granulate in a spray dryer from waste generated during the forming of green wares. The type and amount of necessary additives were determined, which allow to obtain a regranulate with properties identical to the original granulate. The products made from it achieve the required performance.

4

Wykorzystanie odpadowych materiałów ceramicznych oraz żywic poliestrowych do wytwarzania kompozytów syntetycznych o cechach betonów konstrukcyjnych stosowanych w budownictwie

Ogrodnik P., Zegardło B.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 1

144--148

PL

Odpady poprodukcyjne z przemysłu ceramicznego rozdrobnione do wielkości ziarna 1-2 mm oraz (osobno) piasek o takiej granulacji (napełniacz) i przezroczystą ortoftalową żywicę poliestrową (lepiszcze) wykorzystano do wytworzenia kamienia syntetycznego. Zbadano gęstość właściwą, nasiąkliwość, stopień wodoprzepuszczalności oraz wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość na ściskanie otrzymanych kompozytów żywicznych, a wyniki porównano z wynikami uzyskanymi wcześniej dla kompozytów ze spoiwem cementowym (z kruszywem ceramicznym i kruszywem bazaltowo-żwirowym). Wyniki badań wskazały, że uzyskany kamień syntetyczny spełniał wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym wykorzystywanym w budownictwie. Dzięki zastosowanym recyklatom ceramicznym miał on ciekawszą estetykę oraz cechy techniczne korzystniejsze niż kompozyt porównawczy z napełniaczem w postaci piasku. Kompozyty żywiczne odznaczały się mniejszą nasiąkliwością i wodoprzepuszczalnością niż kompozyty ze spoiwem cementowym.

EN

Shredded aggregates from recycling industrial ceramic wastes (grain size 1-2 mm) as well as a sand with similar granulation were used sep. as fillers in resin composites. The strength parameters, absorbability and water permeability of both materials were examd. The estd. parameters of resin composites were compared with each other as well as with literature values of cement composites with traditional or ceramic filling. The resin composites with the ceramic filler showed higher strength than the sand-filled ones and comparable values of the resin composites. They revealed significantly lower absorbability, water permeability and compressive strength from the cement composites.

5

Ceramiczne odpady budowlane powstające w procesie rewitalizacji miasta – badanie możliwości ich wykorzystania jako substytutu cementu do betonów i zapraw

Zegardło B., Drzymała T., Andrzejuk W., Tokarski D., Nitychoruk J., Jaworska B.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2018

|

Vol. 28, No. 4

452--462

PL

W artykule zasygnalizowano problematykę rewitalizacji obszarów miejskich na przykładzie byłego miasta wojewódzkiego. Szczególną uwagę zwrócono na zagrożenia środowiska przyrodniczego powodowane przez trudności zagospodarowania odpadów budowlanych powstających podczas tego procesu. Podczas prac badawczych z odpadowej materii rozbiórkowej pochodzącej z remontów oraz przebudowy obiektów wyselekcjonowano ceramiczne odpady budowlane. Materiały te rozkruszono i wytworzono z nich pył. Celem pracy było badanie wskaźnika aktywności, tj. badania, jakie prowadzi się dla pyłów uzyskiwanych np. w procesach hutniczych. Opisany parametr był wyznacznikiem możliwości stosowania pyłów jako recyklingowego substytutu cementu w betonach oraz zaprawach budowlanych. Materiał badawczy stanowiły poremontowe odpady ceramiczne. Odpady odebrano ze składowiska i posegregowano. Wyodrębniono odpady ceramiki czerwonej w postaci uszkodzonych cegieł, pustaków i dachówek. Z tak przygotowanych odpadów wytworzono pył. Wskaźnik aktywności pokruszonego pyłu ceramicznego po 28 dniach wynosił 60,9%, po 90 dniach 72%. Metodyka badawcza prowadzona była zgodnie z normą PN-EN 450-1:2012. Biorąc pod uwagę nieznaczne zmiany parametrów wytrzymałościowych badanych zapraw oraz szczególne względy konieczności utylizacji odpadu opisany recykling pyłów ceramicznych uważa się za rozwiązanie możliwe do wdrożenia przy produkcji zapraw budowlanych oraz betonów niekonstrukcyjnych. Wprowadzenie wyników niniejszych prac do działań rynkowych może przyczynić się do zmniejszenia ilości odpadów deponowanych na wysypiskach.

EN

The article indicates the issue of revitalization of urban areas on the example of the former provincial city. Particular attention was paid to threats to the natural environment caused by difficulties in managing construction waste arising during this process. During the research work on waste demolition material from repairs and reconstruction of buildings, ceramic construction waste was selected. These materials were crushed and dust was generated from them. The purpose of the work was to study the activity indicator, i.e. the research that is carried out for dusts obtained, e.g. in metallurgical processes. The parameter described was a determinant of the possibility of using dust as a recyclable cement substitute in concretes and mortars. The research material was ceramic waste. The waste was picked up from the landfill and sorted. Wastes of red ceramics were isolated in the form of damaged bricks, hollow bricks and roof tiles. Dust was produced from such prepared waste. The research methodology was carried out in accordance with the standard PN-EN 450-1:2012. The activity index of crushed ceramic dust after 28 days was 60.9%, after 90 days 72%. Given the slight change in the strength parameters of mortars and special considerations of the necessity of waste utilization, the described ceramic dust recycling is considered as a solution possible to implement in the production of mortars and non-structural concretes. Introduction of the results of these works to market activities may contribute to the reduction of waste deposited on landfills.

6

Zastosowanie techniki wibracyjnej w procesach kruszenia

Sidor J., Mazur M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 1

52--56

PL

Bardzo drobne kruszenie materiałów twardych i bardzo twardych do uziarnienia poniżej 2-4 mm, przy uziarnieniu nadawy 50-200 mm wymaga bardzo dużych nakładów energetycznych. Wynika to głównie z potrzeby stosowania co najmniej trzech, a nawet czterech stopni kruszenia, zawierających najczęściej kruszarki szczękowe, stożkowe lub udarowe. Jednym ze sposobów obniżenia ilości energii wydatkowanej na proces kruszenia jest zmniejszenie liczby kruszarek w linii technologicznej. Jest to możliwe przez zastosowanie kruszarek charakteryzujących się dużo większymi stopniami rozdrobnienia niż wspomniane wcześniej, czyli kruszarek wibracyjnych. W pracy opisano budowę, zasadę działania oraz podstawowe parametry techniczne kruszarki wibracyjnej KW 40/1, która jest wyposażona w wibratory kinematyczne z możliwością regulacji skoku szczęk. Przedstawiono również wyniki własnych badań pokazujące możliwości technologiczne kruszenia wibracyjnego przy rozdrabnianiu materiałów pochodzenia naturalnego, jak również wytworzonych sztucznie.

EN

The very fine crushing of hard and very hard materials to produce particle sizes less than 2-4 mm at a feed particle size of 50-200 mm requires very large energy inputs. This is mainly because of the need for at least three or even four degrees of crushing containing jaw, cone or impact crushers. One of the methods of reducing the amount of energy expended on the crushing process is reduction of the number of crushers in a technological line. This is possible by the use of a crusher characterized by much greater degrees of fragmentation than the aforementioned ones, i.e. vibratory crushers. W pracy opisano budowę, zasadę działania oraz podstawowe parametry techniczne kruszarki wibracyjnej KW 40/1, która jest wyposażona w wibratory kinematyczne z możliwością regulacji skoku szczęk. A construction, principles of operation, and basic technical parameters of a vibratory crusher KW 40/1 equipped with kinematic vibrators, that have a controlled travel of jaws, are described in the paper. The results of studies are also shown illustrating technological performance of the vibratory crushing in case of different raw and artificial materials.

7

Wstępna analiza podstawowych parametrów recyklingowej ceramicznej stłuczki sanitarnej pod kątem możliwości jej wykorzystania do produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych

Zegardło B., Ogrodnik P., Andrzejuk W., Drzymała T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

1715--1718

PL

Niniejszy artykuł poświęcony jest zagadnieniu utylizacji odpadów ceramicznych przez ich wtórne użycie w przemyśle budownictwa transportowego. Autorzy na bazie licznych doświadczeń komponowania betonów na cementach portlandzkich rekomendują zastosowanie recyklingowego kruszywa ze stłuczki ceramicznej do wykonywania betonów asfaltowych. Pierwsza część artykułu przedstawia ceramikę jako materiał oraz wyjaśnia przyczyny powstawania odpadów. Autorzy opisują w niej pozyskany do badań odpad oraz proces wytworzenia z niego kruszywa. Druga część artykułu to analiza wymagań jakie stawiane są kruszywom używanym do wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych i betonów asfaltowych oraz porównanie ich z parametrami jakie otrzymano dla badanych recyklingowych kruszyw ceramicznych. W podsumowaniu na podstawie wyników badań autorzy rekomendują zastosowanie wymienionych kruszyw do wymienionych celów szczególnie podkreślając fakt niewystępowania tego typu prób w dostępnej literaturze i szczególnie korzystnej ekologicznie innowacyjności tego zagadnienia.

EN

This article is dedicated to the issue of ceramic waste disposal by their secondary use in the construction industry transport. The authors basing on numerous experiments with composing concrete using Portland cements recommend the use of recycled aggregates from ceramic bumps to make asphalt concrete. The first part of the article presents ceramic as a material, and explains the causes of creating waste. In this part of the article, authors describe the waste aquired for testing, and the process of producing the aggregate from this material. The second part of the article is the analysis of requirements maked for aggregates that were used to produce mineral-asphalt blends and asphalt concretes which leads to comparing them with the parameteres that were obtained for the tested recycled ceramic aggregates. In summary, basing on the results, the authors recommend using these aggregates for mentioned purposes particularly emphasizing the fact of absence of such attempts in the available literature and particularly preferred ecoinnovation of this issue.

8

Wykorzystanie odpadów ceramiki użytkowej i sanitarnej w zaprawach cementowych

Jura J., Halbiniak J., Ulewicz M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 4

438--442

PL

Obecnie odpady powstające podczas produkcji donic i osłon nie mają praktycznego zastosowania. Dlatego w niniejszej pracy przedstawiono wstępne wyniki badań wykorzystania tego tych odpadów ceramiki użytkowej bezpośrednio lub w połączeniu z odpadami ceramiki sanitarnej do wytwarzania zapraw ceramicznych wykonanych zgodnie z normą PN-EN196-1. Skład chemiczny badanych materiałów odpadowych oznaczono przy użyciu fluorescencji rentgenowskiej. Określono wpływ dodatku odpadów ceramiki użytkowej oraz dodatku mieszaniny ceramiki użytkowej i sanitarnej (w stosunku 50:50), stosowanych zarówno jako zamiennik cementu, jak i jako zamiennik kruszywa naturalnego, na wybrane cechy zaprawy cementowej wykonanej z zastosowaniem cementu CEM I 42,5 R. Charakterystykę zapraw cementowych z dodatkiem odpadów ceramicznych o uziarnieniu poniżej 0,03 mm oparto na badaniach mikroskopowych (analiza SEM z EDS) oraz na ocenie parametrów mechanicznych i fizycznych, tj. wytrzymałość na ściskanie oraz mrozoodporność. Uzyskane wyniki wykazały, że zaprawy cementowe, w których odpadami z ceramiki użytkowej zastąpiono odpowiednio 15% cementu oraz 15% kruszywa naturalnego wykazują wyższą (o ok. 5,1%) wytrzymałość na ściskanie w porównaniu z konwencjonalną zaprawą normową. Wytrzymałość zbliżoną (70,0 MPa) do zaprawy normowej (70,3 MPa) uzyskały natomiast próbki, w których cement został zastąpiony w 15% przez mieszaninę odpadów ceramiki użytkowej i sanitarnej w proporcjach 50/50. Natomiast zaprawy cementowe, w których 15% kruszywa naturalnego zastąpiono mieszaniną odpadów ceramiki użytkowej i sanitarnej wykazały najniższą (66,0 MPa) wytrzymałość na ściskanie. Badania mrozoodporności (150 cykli zamrożeń i rozmrożeń) największy spadek wytrzymałości na ściskanie (ponad 25%) wykazały w przypadku zapraw cementowych, w których użyto ceramiki użytkowej zamiast cementu. Natomiast najmniejszy spadek wytrzymałości (ok. 8%) wykazały zaprawy cementowe, w których 15% kruszywa zostało zastąpionych mieszaniną obu odpadów.

EN

Currently, ceramic wastes from the production of ceramic flower pots and covers are not used in any form. Therefore in this paper, the preliminary results of utilization of these wastes directly or in conjunction with waste of ceramics sanitary for the production of ceramic mortars made in accordance with PN-EN196-1 are presented. The chemical composition of the waste materials tested was determined by using X-ray fluorescence. The influence of the ceramics waste addition and the mixture of utilitarian and sanitary ceramics (in a ratio of 50:50), when used as cement or aggregate replacements, on selected properties of cement mortar made using CEM I 42.5 R were investigated. The characteristics of the cement mortar with the addition of ceramic waste of a particle size of less than 0.03 mm were based on microscopic studies (SEM analysis with EDS) and the assessment of mechanical and physical parameters, i.e. the compressive strength and the frost resistance. The results showed that the cement mortar, in which 15% of the cement and 15% of the natural aggregates were replaced by the ceramics waste, had higher (approx. 5.1%) compressive strength when compared to the conventional standardized mortar. A compressive strength of 70.0 MPa, which is similar to the mortar standard one (70.3 MPa) was obtained for the sample where 15% of the cement has been replaced by the mixture of ceramics waste (in ratio of 50/50). Whereas, the cement mortar, in which 15% of the natural aggregate was replaced by a mixture of the utilitarian and sanitary ceramics, showed the lowest compressive strength of 66.0 MPa. After the freeze resistance test (150 cycles of freezing and unfreezing), the largest decrease of compressive strength (over 25%) showed the cement mortar, where the utilitarian ceramics waste was used instead of cement, while the smallest decline of compressive strength of approx. 8% was obtained for the cement mortar, in which 15% of the aggregate has been replaced by a mixture of utilitarian and sanitary waste.

9

Badania wybranych właściwości kruszyw z odpadów ceramicznych oraz betonu wytworzonego z ich udziałem

Gawenda T., Naziemiec Z., Walerak A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2003--2021

EN

The aim of the paper was to present the possibilities of ceramic waste utilization towards the artificial aggregaters and concretes production. The investigations covered the waste comminution experiments at AGH in two-stage circuits with jaw and roll crushers, and particle size analyses. Experiments in ICMB Institute in Cracow included a determination of the water absorption index, comminution resistance and frost-resistance coefficients, as well as the bulk density. Two types of concretes were compared, the one produced with the participation of ceramic waste, and the other, produced from Devonian limestone. The aggregates produced from ceramic waste had an unfavorable particle shape. Jaw crushers on the first and second stage produced 63 and 22% of irregular particles respectively, while the roll crusher on second stage only 14%. The plant production aggregates from the waste should therefore be based on a closed multi-stage crushing and classification circuits with processing of aggregates. Ceramic waste crushing should be performed in devices producing cubical products, like impacrtors. These methods allow to obtain the aggregates with the smallest flatness indices and without pollution. The high water absorption, lower comminution and frost resistance of concretes are further unfavorable properties of aggregates produced from the ceramic waste. Unfavorable rheological properties of the concrete mixtures, resulting from the impact of the aggregate disadvantages can be improved by the use of hydrophobic additives which reduce the water absorption, thereby increasing water resistance of concrete. Artificial aggregate concrete had a lower compressive strength (about 33 MPa) than the natural concrete (about 49 MPa). Decrease in compressive strength of the artificial aggregate concrete subjected to freezing and defrosting cycles was 18.3%, which is a relatively high and negative. Summing up, the ceramic waste after a prior processing can be applied in the building industry. After a precise examination of the properties of artificial aggregates and application of suitable additives, they can be alternatively used in concrete production, particularly under conditions in which there is no impact of temperatures below zero degrees.

10

Zastosowanie kruszarki wibracyjnej w procesach bardzo drobnego kruszenia surowców mineralnych i przemysłowych odpadów ceramicznych

Sidor J., Mazur M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

71--75

PL

Przygotowanie surowców do procesu mielenia, wytworzenie produktów finalnych oraz przygotowanie do recyklingu lub utylizacji przemysłowych odpadów ceramicznych wymaga zastosowania przeróbczych maszyn rozdrabniających. Maszynami, które zapewniają uzyskanie wysokiego stopnia rozdrobnienia są kruszarki wibracyjne. Możliwości zastosowania takich kruszarek stanowią przedmiot niniejszej pracy. Badania procesu kruszenia wibracyjnego przeprowadzono w laboratoryjnej kruszarce wibracyjnej KW 40/1. W pracy podano schemat, opis techniczny i podstawowe parametry kruszarki oraz zamieszczono wyniki badań procesu bardzo drobnego kruszenia – do uziarnienia produktu kruszenia charakteryzującego się udziałem klasy 0-2 mm w zakresie (60-90)%, przy uziarnieniu nadawy 0-50 mm – materiałów takich jak kamień wapienny, dolomit, kwarcyt, diabaz, odpady ceramiki: sanitarnej, czerwonej, korundowe i ferrytowe. W wibracyjnej kruszarce szczękowej można uzyskać produkt kruszenia w ilości (20-50)% poniżej 0,5 mm. Wyniki badań wskazują, że wibracyjna kruszarka szczękowa może być bardzo przydatnym urządzeniem przemysłowym umożliwiającym zmniejszenie liczby maszyn rozdrabniających w linii kruszenia.

EN

Preparing materials for grinding processes, final products production and recycling or disposal of industrial ceramic wastes require grinding machines. Machines that ensure the achievement of high degree of fragmentation are vibratory crushers. Possible applications of such crushers are the subject of this paper. Investigation of vibratory crushing was carried out in a laboratory vibratory crusher KW 40/1. The scheme and technical parameters of the crusher were given in the paper. The work also provides the results of the process of very fine crushing, i.e. to a grain size of the product characterized by the participation of a class of 0 mm to 2 mm in the range of (60-90)%, when the feed grain size is 0 mm to 50 mm, of materials such as limestone, dolomite, quartzite, diabase, sanitary and red ceramic waste, alumina and ferrite. In the vibratory jaw crusher it is possible to obtain the crushing product of a size smaller than 0,5 mm in the amount ranging from 20% to 50%. The results show that the vibratory jaw crusher can be a very useful machine to allow reduction of the number of grinding machines for the industrial crushing.

11

Kruszywa z odpadów ceramicznych

Gawenda T., Walerak A.

Surowce i Maszyny Budowlane

|

2012

|

nr 4

55-59