Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ rodzaju popiołu na wybrane właściwości wytworzonych na ich bazie mieszanin wodnych

Pierzyna Piotr

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

69--74

PL

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania w górnictwie podziemnym dwóch rodzajów popiołów lotnych pochodzących z energetyki zawodowej spalającej węgiel kamienny. Badaniom podano mieszaniny wytworzone z popiołów lotnych pochodzących z kotła konwencjonalnego bez produktów odsiarczania spalin (10 01 02) oraz kotła fluidalnego z produktami odsiarczania spalin (10 01 82). Mieszaniny sporządzono wykorzystując wodę kopalnianą o gęstości 1023 g/dm3. Badane mieszaniny miały konsystencję płynną o rozlewności w zakresie 160-280 mm. Mając na uwadze uzyskane wyniki badań oraz wytyczne normy PN-G 11011:1998 należy stwierdzić, że w zakresie omawianych parametrów mieszaniny wytworzone na bazie popiołu pochodzącego z kotła fluidalnego (10 01 82) spełniają jej wymagania w zakresie rozlewności 160-240 mm, jedynie w technologii doszczelniania. W technologii podsadzki zestalanej żadna z zbadanych mieszanin nie spełnia ww. normy. Ponadto stosując w górnictwie podziemnym mieszaniny z popiołu lotnego bez produktów odsiarczania spalin pochodzącego z kotła konwencjonalnego należy dokładnie rozważyć jego możliwość, technologię w której ma być stosowany, a przede wszystkim miejsce jego aplikacji.

EN

The paper presents the possibility of using two types of fly ash from utility power plants burning hard coal in underground mining. Mixtures made from ﬂy ash from a conventional boiler without ﬂue gas desulphurisation products (10 01 02) and a fluidised bed boiler with ﬂue gas desulphurisation products (10 01 82) were tested. The mixtures were prepared using mine water With a density of 1023 g/dm3. The tested mixtures were of liquid consistency with a ﬂowability of 160-280 mm Taking into account the obtained test results and guidelines of the PN-G 11011:1998 standard, it should be stated that, in terms of the discussed parameters, mixtures produced on the basis of ash from the ﬂuidised bed boiler (10 01 82) meet its requirements in the range of ﬂowability of 160-240 mm, only in the case of the backﬁlling technology. In solidifying backﬁll . technology, none of the mixtures tested comply with the aforementioned standard. In addition, when using ﬂy ash mixtures without ﬂue gas desulphurisation products from a conventional cat (10 01 02) in underground mining, careful consideration must be given to its feasibility, the technology in which it is to be used and, above all, where it is to be applied.

2

Management of fly ash from biomass combustion

Maj Izabella

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

75--81

EN

The efficient management of biomass fly ash is a key factor for the circular economy. Fly ash is produced in large quantities during biomass combustion and may be utilized for various applications, for both environmental and financial benefits. The main limitation of biomass fly ash utilization is its unrecognized potential caused by a lack of consistent law regulations. In this paper, possible paths of biomass fly ash management are discussed. The compositions of 4 fly ashes derived from biomass combustion in Polish units are presented, together with 2 examples of phosphorous-rich ashes. The five most promising ways of management are elaborated: concrete and cement production, phosphorous recovery and fertilizers, composites, ceramics, and sorbents. The latest state-of-the-art research regarding each path is briefly reviewed and current law regulations are introduced. Limitations for the safe management of biomass ash are also discussed.

PL

Zagospodarowanie popiołów lotnych z biomasy jest ważnym elementem gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ). Popiół lotny powstaje W znacznych ilościach podczas spalania biomasy, a jego odpowiednie zagospodarowanie może przynieść zarówno korzyści dla środowiska, jak i oszczędności finansowe. Głównym ograniczeniem wykorzystania popiołów lotnych z biomasy jest brak odpowiednich uregulowań prawnych, co powoduje również słabe rozpoznanie możliwości użycia popiołów. W artykule przedstawiono składy 4 popiołów lotnych pochodzących ze spalania biomasy W polskich obiektach energetyki zawodowej oraz 2 przykłady popiołów szczególnie bogatych w fosfor. Omówiono pięć najbardziej obiecujących sposobów wykorzystania: produkcja betonów i cementu, odzysk fosforu i zastosowanie jako nawozy, składnik kompozytów, materiały ceramiczne oraz sorbenty. Przedstawiono aktualne regulacje prawne oraz dokonano krótkiego przeglądu najnowszych badań dotyczących poszczególnych ścieżek. Omówiono także ograniczenia w zakresie bezpiecznego zagospodarowania popiołów z biomasy.

3

Aktywowany alkalicznie popiół lotny jako zamiennik cementu w mieszankach betonowych

Zieliński Krzysztof, Herbowska Martyna, Krawczyk Jacek

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 5

5--8

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań betonu wykonanego przy użyciu spoiwa mineralnego geopolimerowego. Betony wykonane zostały na bazie aktywowanego alkalicznie popiołu lotnego krzemionkowego bez dodatku cementu. Wykonano trzy rodzaje betonu geopolimerowego. Rolę aktywatora w sporządzonych mieszankach pełniła mieszanina zasady sodowej oraz szkła wodnego. Przygotowano trzy roztwory zasady sodowej o narastającym stężeniu molowym: 6M, 9M oraz 12M. Przygotowany roztwór mieszano ze szkłem wodnym w proporcji wagowej 1:1. Dla każdego stężenia wykonano pomiary w temperaturze dojrzewania 20°C i po utwardzaniu przez 24 h w 60°C. Wykonano badania wytrzymałości na ściskanie oraz na zginanie po 28 dniach dojrzewania oraz badanie nasiąkliwości i mrozoodporności. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, źe beton geopolimerowy może znaleźć zastosowanie w budownictwie, jako alternatywne rozwiązanie dla standardowych cementów powszechnego użytku, generując znacznie mniejszy ślad węglowy niż standardowe cementy.

EN

The article presents the results of tests on concrete made using a geopolymer mineral binder. The concretes were made on the basis of alkaline-activated silica fly ash without the addition of cement. Three types of geopolymer concrete were made. The role of the activator in the prepared mixtures was played by a mixture of sodium base and water glass. Three solutions of sodium alkali with increasing molar concentration were prepared: 6M, 9M and 12M. The prepared solution was mixed in a 1:1 weight ratio with water glass. For each concentration, measurements were made at a ripening temperature of 20°C and after hardening for 24 hours at 60°C. Compressive and bending strength tests were performed after 28 days of maturing, as well as water absorption and frost resistance tests. The analysis of the obtained test results showed that geopolymer concrete can be used in construction as an alternative solution to standard common cements, generating a much smaller carbon footprint than standard cements.

4

Trace elements in solid residues from the thermal treatment of municipal solid waste, sewage sludge and hazardous waste

Kępys Waldemar

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 2

29--46

EN

In many countries around the world, the thermal treatment of waste plays an important role in the waste-management system. As a result, electricity and heat are produced. However, solid residues are produced in the form of bottom ash, fly ash (FA) and air pollution control (APC) residues. Alternative raw material resources are currently being sought, one of which may be anthropogenic materials from waste thermal treatment processes. This paper presents the results of a study on the trace element content of FA and APC residues from three different installations: municipal solid waste incineration (grate boiler), sewage sludge (fluidized bed boiler) and hazardous waste (rotary kiln). Research methods such as ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry), ICP-AES (inductively coupled plasma/atomic emission spectroscopy) and XRD (X-ray diffraction) were used. The results obtained indicate that the chemical composition of FA and APC residues depends mainly on the type of waste being converted, the thermal process and the flue gas treatment method. Ash from sewage sludge incineration in particular contains significant amounts of P and Sb - elements classified as critical raw materials (CRM). In addition, they also contain other valuable metals such as Ag and Zn, in amounts far exceeding the average crustal abundance. In addition, residues from the incineration of hazardous waste may pose a potential risk to the environment due to the presence of significant amounts of heavy metals such as Pb, Cd and Hg.

PL

W wielu krajach na świecie termiczne przekształcanie odpadów odgrywa istotną rolę w systemie gospodarki odpadami. W efekcie produkowana jest energia elektryczna oraz cieplna. Z drugiej strony powstają także stałe pozostałości w postaci popiołów dennych, popiołów lotnych oraz produktów oczyszczania spalin z gazowych zanieczyszczeń. Obecnie poszukiwane są alternatywne źródła surowców, jednym z nich mogą być pozostałości z procesów termicznego przekształcania odpadów. W artykule przedstawiono wyniki badań zawartości pierwiastków śladowych w popiołach lotnych (FA) i produktach oczyszczania spalin z gazowych zanieczyszczeń (APC), pochodzących z trzech różnych instalacji: spalających odpady komunalne (kocioł rusztowy), osady ściekowe (kocioł fluidalny) i odpady niebezpieczne (piec obrotowy). Zastosowano metody badawcze takie jak ICP-MS (spektrometria mas ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej), ICP-AES (spektrometria plazmy sprzężonej indukcyjnie, atomowa spektroskopia emisyjna) i XRD (dyfrakcja rentgenowska). Uzyskane wyniki wskazują, że skład chemiczny FA i APC jest zależy przede wszystkim od rodzaju przekształcanych odpadów, procesu termicznego oraz sposobu oczyszczania spalin. Popioły, w szczególności ze spalania osadów ściekowych, zawierają znaczne ilości P oraz Sb - pierwiastków zaliczanych do surowców krytycznych (CRM). Ponadto zawierają także inne cenne metale jak Ag czy Zn, w ilości znacznie przewyższającej średnią zasobność skorupy ziemskiej. Z drugiej strony pozostałości ze spalania odpadów niebezpiecznych mogą stanowić potencjalne zagrożenie dla środowiska z powodu obecności w nich znacznych ilości metali ciężkich jak Pb, Cd i Hg.

5

Właściwości samozagęszczalnego betonu z popiołem lotnym poddanego wewnętrznej pielęgnacji

Shanmugapriyan J., Chinnaraju K.

Cement Wapno Beton

|

2024

|

R. 29, nr 1

2--15

PL

Właściwa pielęgnacja i optymalizacja procesu dojrzewania betonu mają znaczący wpływ na jego właściwości transportowe, co z kolei wpływa na jego właściwości mechaniczne i trwałość. W niniejszym artykule zbadano wpływ popiołu lotnego na wewnętrzną pielęgnację i właściwości mieszanki betonu samozagęszczalnego w różnych warunkach otoczenia. Do badań wybrano dwa materiały do wewnętrznej pielęgnacji: lekkie kruszywo keramzytowe [LECA] oraz polimer superabsorbujący [SAP]. Przedstawiono właściwości takie jak sorpcyjność, odporność na penetrację jonów chlorkowych oraz migrację jonów chlorkowych w próbkach betonów ze zmiennym udziałem procentowym popiołu lotnego w zakresie 30% ÷ 50% w różnych warunkach dojrzewania, mianowicie konwencjonalnym dojrzewaniu w warunkach otoczenia, dojrzewaniu z ograniczonym dostępem powietrza z dodatkami do wewnętrznej pielęgnacji oraz dojrzewaniu w warunkach otoczenia z dodatkami do wewnętrznej pielęgnacji. Wyniki wskazują, że szczelność betonu poprawiła się wraz ze zwiększeniem udziału procentowego popiołu lotnego dzięki obecności wody pochodzącej z wewnętrznej pielęgnacji, wpływającej na proces hydratacji oraz popiołu lotnego, który obniża ciepło hydratacji i skurcz spowodowany wysychaniem. Efektywność wewnętrznej pielęgnacji również poprawiła się wraz ze zwiększeniem udziału popiołu lotnego w próbkach. W warunkach otoczenia, mieszanki z zamianą popiołu lotnego powyżej 45% wykazały najlepsze właściwości mechaniczne, z powodu zmiany struktury porowatości prowadzącej do lepszych właściwości transportowych betonu [mniejszej przepuszczalności].

EN

Proper curing of concrete has a major beneficial effect on the transport properties of concrete which in turn influences its durability. This paper attempts to study the effect of fly ash on the transport properties of internally cured Self-Compacting Concrete specimens under ambient conditions. Two internal curing materials, Lightweight Expanded Clay Aggregates [LECA] and Superabsorbent Polymer [SAP] were chosen for the study. Properties such as sorptivity, resistance to chloride ion penetration and chloride ion migration specimens with varying percentages of fly ash replacement from 30% to 50% are presented under different curing conditions namely conventional curing, sealed curing with internal curing materials and ambient curing with internal curing materials. The results showed that the impermeability of concrete improved with an increasing percentage of fly ash replacements owing to the presence of internal curing water to improve hydration along with fly ash that moderates the heat of hydration and drying. The internal curing efficiency also improved with the increase in the percentage of fly ash replacement. Under ambient conditions, the mixes with fly ash above 45% replacement have shown very good mechanical and durability properties indicating a refined pore structure leading to enhanced transport properties.

6

Geopolimery: nadchodząca rewolucja czy ślepy zaułek?

Gołek Łukasz

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2024

|

nr 2

60--64

PL

Niniejsze opracowanie analizuje potencjał spoiw geopolimerowych jako alternatywy dla tradycyjnych cementów. Poprzez przegląd historii, właściwości i możliwości zastosowania geopolimerów, autor przedstawia ocenę zasadności ich produkcji w kontekście współczesnych wyzwań klimatycznych i technologicznych. Pomimo pewnych korzyści, jakie niosą za sobą geopolimery, istnieją poważne obawy dotyczące ich skuteczności i trwałości w porównaniu z konwencjonalnymi cementami, a przede wszystkim informacje dotyczące śladu węglowego, co często nieprawdziwie deklarowane jest jako ich główna zaleta.

EN

This study examines the potential of geopolymer binders as an alternative to traditional cements. By reviewing the history, properties and possible applications of geopolymers, the author presents an assessment of the viability of their production in the context of contemporary climatic and technological challenges. Despite some benefits that geopolymers bring, there are serious concerns about their effectiveness and durability compared to conventional cements, and above all, information about their carbon footprint, which is often falsely declared as their main advantage.

7

The impact of waste generated from thermal transformation of municipal wate on selected properties of cement mortar

Alina Pietrzak

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2023

|

Vol. 5, iss. 1

142--150

EN

The article analyzes the possibility of using two types of waste from the thermal transformation of municipal waste in the production technology of cement mortars. Fly ash and dust were used in amounts of 5, 10, 15, 20, 25 and 30% of the cement mass as a replacement for sand. In total, 11 series of cement mortars were prepared: a standard control mortar and 10 series of mortars modified with individual waste. The following tests were performed for the prepared samples: bending and compressive strength after 7 and 28 days of maturing, water absorption and consistency testing for fresh mortars. Based on the results obtained, it can be concluded that the use of waste dust and fly ash in the amount of 30% as a replacement for sand reduces the compressive strength by 24.0% and 8.0%, respectively, and the bending strength by 23.6% and 21.5%, respectively.

8

Badania nad przygotowaniem nowego ekologicznego granulatu ceramicznego dla budownictwa

Wang Yifei

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 8

795--798

PL

Poferment z fermentacji biomasy (DR) i popiół lotny (FA) zmieszano z biowęglem z osadów ściekowych (SSC) w stosunku 10:10:80 i spiekano w temp. 1050°C. Produkt został zgranulowany z przeznaczeniem na materiały budowlane i przetestowany zgodnie z chińskimi normami krajowymi. Wszystkie wskaźniki jakości granulatu spełniły wymagania chińskich norm krajowych dla granulatu budowlanego. Wskaźnik potencjalnego ryzyka ekologicznego związanego z obecnością metali ciężkich był niski, a produkt był bezpieczny.

EN

Biomass fermentation digestate and fly ash were mixed with sludge biochar in the ratio of 10:10:80 and sintered at 1050°C. The product was pelletized to building materials and tested according to China national stds. All the qual. indicators of the pellets met the requirements of the China national stds. for construction pellets. The potential ecol. risk index of heavy metals was low, and the product was safe.

9

Wytrzymałość na zginanie oraz ściskanie materiałów geopolimerowych otrzymanych z wykorzystaniem odpadów poprodukcyjnych

Kaźmierowski Hubert, Prałat Karol, Koper Artur

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

147--150

PL

Artykuł przedstawia wstępne wyniki badań wytrzymałości na zginanie oraz ściskanie innowacyjnych materiałów geopolimerowych. Geopolimery zostały wykonane według dwóch receptur. Pierwszy produkt był próbą kontrolną (odniesienia), a drugi - próbą modyfikowaną (docelową). Przedstawione zostały również wyniki badań gęstości otrzymanych materiałów budowlanych. Wykazano możliwości zastąpienia czystych chemicznie substratów w procesie geopolimeryzacji materiałami odpadowymi.

EN

The article presents the preliminary results of bending and compressive strength tests of innovative geopolymer materials. Geopolymers were made according to two recipes. The first product was the control (reference) sample and the second was the modified (target) sample. The results of density tests of the obtained building materials were also presented. The possibilities of replacing chemically pure substrates in the geopolymerization process with waste materials have been demonstrated.

10

Wybrane właściwości gruntowych materiałów kompozytowych jako materiału konstrukcyjnego do budowy niskich nasypów obwałowań przeciwpowodziowych

Brzeziński Bartłomiej, Olchawa Andrzej, Wierzbicka Marianna

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 6

32--36

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych właściwości fizycznych i mechanicznych (zagęszczalności, ściśliwości, przewodności hydraulicznej oraz wytrzymałości na ścinanie) gruntowych materiałów kompozytowych stanowiących mieszaninę torfu, popiołu lotnego i wapna hydratyzowanego. W świetle uzyskanych wyników, parametry geotechniczne wszystkich kompozytów są porównywalne, co stanowi, że o przydatności materiału może decydować kryterium roboczego przedziału wilgotności.

EN

The paper presents the results of laboratory tests of physical and mechanical properties (compaction, compressibility, hydraulic conductivity, and shear strength) of ground composite materials made of peat, fly ash and hydrated lime. The results showed that the geotechnical parameters of the all composites are comparable. Given to these properties it may be accepted that range of working moisture is most usefulness parameter to assessment of composite as an embankment construction material.

11

Gravity and electrostatic separation of unburned coal from a selected fly ash

Wierzchowski Krzysztof, Klupa Agnieszka, Białecka Barbara, Całus Moszko Joanna

Journal of Sustainable Mining

|

2023

|

Vol. 22, iss. 1

33--40

EN

Unburned coal grains make it difficult to use fly ash economically, which causes energy losses in the fuel. The article presents the possibilities of separating unburned coal from selected fly ash. In order to assess the possibility of separation of unburned carbon, the analysis of grain density and ash composition was used. Unburned coal was separated by four methods – one wet gravity and three dry methods. It has been found that despite very fine ash grains, the quality and quantity of separation products are significantly dependent on the separation method used and the separated grains’ qualitative characteristics. The analysis of the coal grains under an electron microscope has revealed that they contain mineral inclusions. Their presence enables selective separation of carbon without first grinding the middling grains. The most advantageous results of the separation of unburned coal were obtained by the electrostatic separation method. Separated coal can be used in high-value carbon applications.

12

Wpływ początkowej wilgotności mieszaniny gruntowo-popiołowej na jej właściwości

Knapik-Jajkiewicz Karolina

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 11-12

579--582

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań próbek mieszaniny gruntu drobnoziarnistego z dodatkiem 40% popiołu lotnego pochodzącego z procesu fluidalnego spalania węgla. Mieszaniny przygotowano z użyciem wody destylowanej, stosując wodę destylowaną w ilości potrzebnej do uzyskania wilgotności 50% i 100%. Wykonane badania obejmowały analizę termograwimetryczną, badania z wykorzystaniem dyfraktometru rentgenowskiego, badania odczynu pH oraz ściśliwości w edometrze oraz obliczenia współczynnika filtracji na podstawie badań edometrycznych. Zauważono nieznaczny wpływ wilgotności początkowej na wartość pH oraz skład fazowy mieszanin. Obliczone wartości współczynnika filtracji wskazują na większą wodoprzepuszczalność mieszanin o podwyższonej wilgotności oraz na redukcję wodoprzepuszczalności w ciągu pierwszych 7 dni niezależnie od wilgotności początkowej mieszanin. Badania edometryczne potwierdzają redukcję ściśliwości mieszanin o wilgotności 50% i 100% wraz z upływem czasu. Jednakże zastosowanie wyższych wartości obciążenia pionowego dla mieszanin o znacznej wilgotności może prowadzić do załamania struktury materiału, która uległa wzmocnieniu we wcześniejszym czasie i obserwowania znacznych przyrostów odkształcenia objętościowego wraz ze wzrostem obciążenia.

EN

This paper presents the tests results performed on samples of fine grained soil and fly ash from fluidized bed combustion, added in quantity 40%. Mixes were prepared with the use of distilled water in amount necessary to obtain water content equal to 50% and 100%. The performed tests included thermogravimetric analysis, X-ray diffraction analysis, the pH measurements, oedometer tests and calculations of permeability coefficient based on the oedometer tests. A slight effect of the initial water content on the pH value and the phase composition of the mixes were observed. The calculated values of permeability coefficient indicate higher water conductivity of the mix with high initial water content and a reduction of permeability during first 7 days of curing time, regardless of the initial water content. Oedometer tests confirm reduction of the compressibility of both mixes with 50% and 100% water content over the time. However, the use of high values of vertical load may lead to the collapse of structure previously strengthened and high volumetric strains may be observed with load increment.

13

Wpływ dodatku wapna na skład fazowy i ściśliwość mieszaniny kaolinu i popiołu lotnego

Knapik-Jajkiewicz Karolina

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

261--266

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mieszanin wykonanych na bazie gruntu drobnoziarnistego z dodatkiem popiotu lotnego z fluidalnego spalania węgla w ilości 10-40% i wapna w ilosci 1-4%. Określono różnice w składzie fazowym, ściśliwości i pęcznieniu mieszanin wykonanych z udziałem i bez udziału wapna. Zauważono pozytywny wpływ wapna na uzyskane wartości maksymalnego odkształcenia objętościowego w wyniku działającego naprężenia pionowego oraz na pęcznienie mieszanin.

EN

This paper presents the tests results of mixes prepared on the basis of fine grained soil with addition of 10-40% fly ash from fluidized bed combustion and 1-4% lime. Differences in phase composition, compressibility and swelling of mixes with and without lime were determined. A positive effect of lime on the obtained values of maximum volume strains upon an acting stress was observed, as well as reduction of swelling in soil-fly ash mixes with lime.

14

Mieszanki związane spoiwami hydraulicznymi według serii norm 14227

Ciołczyk Adrian, Szołtysik Joanna

Inżynier Budownictwa

|

2023

|

nr 4

70--77

15

Effectiveness of fly ash on the stabilization/solidification of Zn-contaminated soil

Chen Yan, Zhu Shengyuan, Fang Wei, Huang He, Qin Hao, Hu Shengtao, Wu Yuzhao

Environment Protection Engineering

|

2023

|

Vol. 49, nr 3

15--29

EN

As a solid waste, the associated disposal cost of fly ash is really high. Previous studies suggested that the utilization of fly ash to treat heavy metal-contaminated soils was a new cost-effective method of disposal of it. Therefore, the effectiveness of fly ash stabilized/solidified Zn-contaminated soils has been investigated by unconfined compressive strength (UCS) and toxicity characteristics leaching procedure (TCLP) tests. Quantitative analysis of the soil microstructure was conducted by processing the X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) images. Mercury intrusion porosimetry (MIP) was carried out to illustrate the size and proportion of pore size for specimens under different ratios. The results of the tests showed an improvement in the UCS, which further increased as the content of binders was raised. Binder content would have little influence on the development of strength if the binder content exceeds a threshold value. The leached Zn2+ concentration of stabilized specimens was significantly decreased compared to that of untreated. Quantitative analysis confirmed that the addition of the binders resulted in the amount of hydration product, reduction of porosity, and a really random pores orientation, which was responsible for the improvement of the strength and leaching properties of the Zn2+ contaminated soils.

16

Wytwarzanie przyjaznej dla środowiska, wysokowytrzymałej zaprawy naprawczej do renowacji obiektów zabytkowych

Tombulca Can, Çavuş Murat

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 3

194--205

PL

W pracy badano zaprawy naprawcze ze sztucznymi i naturalnymi dodatkami pucolanowymi do renowacji obiektów zabytkowych. Do zapraw wapiennych wprowadzono sztuczną pucolanę - popiół lotny wapienny klasy C oraz pucolanę naturalną w postaci zeolitu. Do przygotowania zapraw wykorzystano dwa różne rodzaje kruszyw: naturalny piasek rzeczny i cegłę łamaną. Łącznie wyprodukowano 18 zapraw, z czego dwie były zaprawami odniesienia. W pierwszej grupie zapraw badano popiół lotny będący główną pucolaną, w zaprawach z obu rodzajami kruszywa przy 20%, 40% i 60% zastąpieniu wapna popiołem. W drugiej serii zapraw jako zamiennika wapna zastosowano popiół lotny i zeolit w różnych proporcjach. W zaprawie odniesienia zastosowano samo wapno powietrzne. Po 28, 56 i 90 dniach dojrzewania zapraw oznaczono właściwości mechaniczne, fizyczne i skład fazowy. Porównując zaprawy z dodatkiem pucolany z zaprawami odniesienia, zauważono, że pucolany zapewniają znaczną poprawę właściwości fizycznych i mechanicznych zapraw naprawczych. O ile zaobserwowano znaczną poprawę właściwości fizycznych zapraw, w których jako jedyną pucolanę zastosowano popiół lotny, to właściwości mechaniczne były lepsze w zaprawach z zeolitem.

EN

In this study, repair mortars with artificial and natural pozzolan additives were produced for the restoration of historical buildings. Class C fly ash, an artificial pozzolan and zeolite the natural pozzolan, were substituted into these lime-based mortars. Two different aggregate types were used in the preparation of the mortars: natural river sand and crushed brick. A total of 18 batches of mortars were produced, two of which were reference batches. In the first group of batches, fly ash, which is the major pozzolan, was tested in both aggregate groups in 20%, 40%, and 60% ratios of lime substitution. In the second group of batches, fly ash and zeolite were used in different proportions as lime substitution. In the reference series, air lime was used alone. At the end of the 28, 56, and 90 days curing period, mechanical, physical properties, and phase composition of the mortars were determined. When the pozzolan-added mortars were compared with the reference mortars, it was observed that pozzolans provided significant improvements in the physical and mechanical properties of the repair mortars. While significant improvements were observed in the physical properties of the mortars where fly ash was used as the only pozzolan, mechanical properties were better in the mortars with zeolite.

17

Właściwości produktów powstałych w procesie zestalania i stabilizacji popiołów lotnych powstałych z termicznego przekształcania osadów ściekowych

Wichowski Piotr, Kalenik Marek, Rutkowska Gabriela, Malarski Maciej, Czajkowska Justyna, Franus Wojciech

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 6

389--408

PL

W artykule przedstawiono analizę wyników badań składu popiołów lotnych z termicznego przekształcania osadów ściekowych [SSA z ang. sewage sludge ash], pobranych z trzech spalarni zlokalizowanych w Warszawie, Krakowie i Łodzi oraz oznaczono wymywania wybranych metali ciężkich z badanych popiołów lotnych i betonów zwykłych klasy C20/25 z częściową zamianą - do 20% cementu na popiół lotny. Wykonane badania laboratoryjne wykazały, że mają porównywalny skład granulometryczny, natomiast właściwości fizyko-chemiczne badanych popiołów lotnych różnią się od tradycyjnie stosowanych w technologii betonu popiołów ze spalania węgla. SSA charakteryzują się przeciętnie mniejszą zawartością tlenków krzemu, żelaza i aluminium przy wielokrotnie większej zawartości fosforu. Badania wymywania wskazują na małą mobilność metali ciężkich spełniającą polskie przepisy dotyczące możliwości wykorzystania SSA w budownictwie do określonych zastosowań. Jednocześnie nie stanowią istotnego zagrożenia dla zdrowia ludzi i nie szkodzą środowisku. Odpady budowlane zawierające SSA mogą być składowane na składowiskach odpadów obojętnych.

EN

The article presents an analysis of the results of research on the composition of fly ash from the thermal processing of sewage sludge [SSA] collected from three incineration plants located in Warsaw, Cracow and Łódź. It determines the leaching values of selected heavy metals from the tested fly ash and ordinary class concrete C20/25 with partial replacement - up to 20% of cement with fly ash. The laboratory tests performed showed that they have a comparable granulometric composition. In contrast, the physico-chemical properties of the tested fly ashes differ from ashes from coal combustion traditionally used in concrete technology. SSA is characterized by an average lower content of silicon, iron, and aluminium oxides with a much higher content of phosphorus oxides. Leaching tests indicate low mobility of heavy metals, meeting Polish regulations regarding the possibility of using SSA in construction for specific applications. At the same time, they do not pose a significant threat to human health or the environment. Construction waste containing SSA may be disposed of in inert waste landfills.

18

Geopolymer fly ash composites modified with cotton fibre

Kozub Barbara, Pławecka K., Figiela B., Korniejenko K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 121, nr 2

60--70

EN

Purpose: The work’s primary goal is to assess the influence of the cotton fibres addition and their proportion on the strength properties and thermal conductivity of foamed geopolymer composites based on fly ash. Design/methodology/approach: Fly ash from a thermal power plant was used as the foundation material to create the geopolymer composites in this study. Volcanic silica was used as an additional source of silicon. As an additive, the recycled cotton flock was used in amounts of 0.5%, 1% and 2% by weight of dry ingredients. The density, compressive, and three-point bending strength of the created geopolymers were measured. Moreover, the thermal conductivity measurements for three temperature ranges: 0–20°C, 20–40°C, and 30–50°C for all investigated geopolymers were conducted. The structure of tested materials was observed using a scanning electron microscope (SEM). Findings: It was demonstrated within the context of the study that the addition of cotton fibres to foamed fly ash-based geopolymers aids in slightly reducing their density. Cotton fibres can be used to boost the strength of the examined geopolymers; for samples with 1% cotton fibres added, compressive strength rose by around 22% and flexural strength by about 67%. Additionally, it is feasible to lower their thermal conductivity coefficient by incorporating cotton fibres into foamed fly ash-based geopolymers. Practical implications: The results obtained highlight the potential of fly ash-based geopolymer composites with the addition of cotton flocks for application as insulating materials in the building industry. Originality/value: The novelty of this work is the demonstration of the possibility of producing foamed geopolymers based on fly ash with the addition of recycled cotton fibres, with properties that make them suitable for use as building insulation materials.

19

Applying different soil stabilization mechanisms: a review

Falah Mayadah W., Muteb Haitham

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

339--358

EN

To guarantee a durable pavement construction that only needs a little care, it is crucial to manage problematic soil conditions properly and prepare the foundation. Some organizations remove soils since they have realized they do not function as well as other materials (for example, a state specification dictating that frost susceptible loess could not be present in the frost penetration zone). Nevertheless, there are more advantageous or desirable courses of action than this (e.g., excavation might create a disturbance, plus additional issues of disposal and removal). The subgrade conditions described in the preceding section may be improved by stabilization, offering an alternative solution. It is impossible to overstate the importance of ensuring a homogeneous soil profile in terms of density, moisture content, and textural categorization in the top section of the subgrade. Thru soil sub-cutting or other stabilizing methods, this consistency may be attained. Additionally, stabilization may be utilized to prevent swelling in expansive materials, create a weather-resistant work platform, enhance soil workability, and limit issues with frost heave. Alternative stabilizing techniques will be discussed in this part, and advice for choosing the best technique will be adequately provided. The current review paper aims to identify bridge issues related to soft soil and takes two ways of soft soil stabilization: chemical and mechanical. The finding of both methods show that the compressive strength and settlement have been improved after using waste materials; therefore, using waste materials as a cement replacement is considered one of the expansive utilized methods in most construction applications and bridges of that applications.

20

Interfacial enhancement technology in high‑volume fly ash foam concrete: microscopic mechanism and heavy metal safety assessment

Huang De‑ming, Liu Ke, Wang Chao-qiang, Shen Bo-hong, Zhao Hui, Huang Qi-cong, Zhu Yu, Shui Zhong‑he

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e17, 2023

EN

Applying a large amount of fly ash to foam concrete can greatly reduce the engineering cost, but the proportion of fly ash is limited due to insufficient pozzolanic activity and heavy metal pollution. Therefore, this study used fly ash, portland cement, fly ash ceramsite, foaming agent, etc. as raw materials to design the mix ratio of large-volume fly ash foam concrete. The micro-interface enhancement mechanism was deeply analyzed, and a multi-method pollution assessment system was finally established for the risk assessment of heavy metals. The dry bulk density of the fly ash foam concrete prepared in this study was 894.5 kg/m3, the compressive strength was 4.22 MPa, and the thermal conductivity is 0.2213 W/(m K). These parameters all met the requirements of the Chinese standard “Foam Concrete” (JG/T 266-2011). The microscopic analysis results showed that, compared with the fly ash content of 60%, the foam concrete with 40% fly ash content had more rodlike ettringite at the interface of the pore wall, and its hydration products were distributed more uniformly. Similarly, the interface between the ceramsite mixed with 40% fly ash and the cement stone was more closely combined, the distribution of hydration products between the interfaces was more uniform, and the interface quality was higher. After adding thickener, the pore distribution of fly ash foam concrete was tight, and there were a lot of small pores between the pores, and the pore structure had better connectivity than when no thickener was added. The evaluation results of foamed concrete with 40% fly ash content with the aid of the multi-method pollution assessment system showed that the harmful heavy metals in fly ash were stably solidified in the silicate structure, resulting in low leaching efficiency. Finally, the performance of the high-volume fly ash foamed concrete slab produced according to the mix ratio designed in this study met the requirements of “Light weight panels for partition wall used in buildings” (GB/T 23,451-2009). Therefore, it is a safe and environmentally friendly high-performance building product.