Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Projektowanie efektywnego katalizatora reakcji uwodornienia acetylenu do etylenu poprzez dobór prekursora i nośnika

Plis Anna, Kleszcz Mateusz, Samardakiewicz Bartłomiej, Rutkowski Rafał, Połczyński Piotr, Lewera Adam, Jurczakowski Rafał

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 11

1169--1176

PL

Przedstawiono wyniki badań selektywnego uwodornienia acetylenu w obecności katalizatorów zawierających pallad jako fazę aktywną. Jako nośniki zastosowano porowate matryce Al₂O₃ oraz mieszaniny Al₂O₃ i zeolitu Beta. W pracy zbadano także wpływ prekursora palladu, czyli kompleksów chlorkowych i azotanowych(III) palladu(II) na właściwości katalityczne otrzymanych materiałów. Badania katalityczne przeprowadzono w skali laboratoryjnej w reaktorze odzwierciedlającym proces przemysłowy. Najwyższą aktywność i selektywność katalizatora uzyskano w obecności katalizatora otrzymanego w wyniku adsorpcji kompleksów azotanowych(III) palladu(II) na nośniku Al₂O₃.

EN

Pd catalysts were obtained by impregnating chloride or nitrate(III) complexes of Pd(II) on Al₂O₃ or zeolite Beta or Al₂O₃ and zeolite Beta mixt. as supports. In a laboratory installation simulating an industrial process, catalytic tests were carried out in the reaction of selective hydrogenation of acetylene at a concn. of 4% vol. in ethylene. The highest activity and selectivity were achieved in the presence of a catalyst obtained by adsorption of Pd nitrate(III) complexes on an Al₂O₃ support.

2

Charakterystyka przyczepności prętów GFRP i BFRP do betonu z dodatkiem zeolitu i metakaolinitu

Urbański Marek, Woyciechowski Piotr, Szmigiera Elżbieta, Adamczewski Grzegorz, Sosnowska Edyta

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 11-12

121--127

PL

Porównano zależności przyczepność-poślizg oraz mechanizmy zniszczenia dla betonu z dodatkami zeolitu i metakaolinitu w obecności prętów GFRP, BFRP i stalowych. Przyczepność prętów GFRP do betonu z dodatkiem metakaolinitu była o 50% większa niż do betonu zwykłego, natomiast przyczepność do betonu z zeolitem podobna. W przypadku prętów BFRP stwierdzono wzrost przyczepności o 7% dla betonu z metakaolinitem. Pręty BFRP miały większą przyczepność w stosunku do zbrojenia stalowego. Zmiana przyczepności prętów GFRP i BFRP była stopniowa, a poślizg był kilkukrotnie większy niż prętów stalowych.

EN

Bond stress-slip relationship and failure mechanisms for concrete with additions of zeolite and metakaolin in the presence of GFRP, BFRP and steel bars were compared. The bond strength of GFRP bars to concrete with the addition of metakaolin was 50% higher than to ordinary concrete, while the bond strength to concrete with zeolite was similar. In the case of BFRP bars, an increase in bond strength by 7% was found for concrete with metakaolin. BFRP bars had greater bond strength to steel reinforcement. The change in the bond stress of the GFRP and BFRP bars was gradual and the slip was several times greater than that of the steel bars.

3

Wpływ metakaolinitu i zeolitu na przyczepność prętów BFRP i GFRP do betonu

Krassowska Julita, Wolka Paweł

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 10

6--10

PL

Celem przeprowadzonych badań jest ustalenie, w jaki sposób obecność metakaolinitu i zeolitu wpływa na przyczepność prętów zbrojeniowych do betonu oraz na jego wybrane właściwości mechaniczne. Próbki do badań przygotowano zgodnie z obowiązującą procedurą testu belkowego wg [1]. Otrzymane wyniki pozwoliły na analizę porównawczą próbek referencyjnych oraz zawierających metakaolinit i zeolit. Badania wykazały, że wprowadzenie do betonu aktywnego dodatku pucolanowego w postaci metakaolinitu i zeolitu powoduje zwiększenie wartości naprężeń przyczepności o ok. 20% w przypadku prętów szklanych GFRP i 15% bazaltowych BFRP, przede wszystkim w fazie zniszczenia.

EN

The aim of the conducted research is to determine how the presence of metakaolinite and zeolite affects the adhesion of reinforcing bars to concrete and selected mechanical properties. Test samples were prepared in accordance with the applicable beam test procedure according to [1]. The obtained results allowed for a comparative analysis of the reference samples and those with metakaolinite and zeolite. The research showed that the introduction of an active pozzolanic additive in the form of metakaolinite and zeolite into concrete leads to an improvement in adhesion stress values of approximately 20% for GFRP glass bars and 15% for BFRP basalt bars, especially during the failure phase.

4

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.

5

Methods of mitigating alkali reactivity of gravel aggregate

Owsiak Zdzisława, Czapik Przemysław, Zapała-Sławeta Justyna

Structure and Environment

|

2022

|

Vol. 14, no. 3

102--109

EN

Effectiveness of selected chemical admixtures and mineral additives to mitigate alkali-silica reaction was compared based on reactive gravel aggregate. Lithium compounds in the form of nitrate and lithium polysilicate were used as chemical admixtures. Natural pozzolans containing zeolite were used as mineral additive. Efficiency of the additive was enhanced by modification with ammonium ions. Linear changes of mortars with crushed gravel aggregates were studied with the accelerated and long-term methods. Additionally, scanning electron microscopy was used for microstructural observations. It was demonstrated that at elevated temperatures the application of lithium compounds provided better protection. Under conditions similar to those in the field, 20-30% of natural pozzolans proved to be more effective in inhibiting the expansion. Regardless of the method of protection applied, the presence of alkali-silica reaction products was detected in the microstructure of the mortars.

PL

Na przykładzie reaktywnego kruszywa żwirowego porównano efektywność ograniczenia reakcji alkalia-kruszywo przy pomocy wybranych domieszek chemicznych i dodatków mineralnych. Jako domieszki chemiczne zastosowano związki litu w postaci azotanu i polikrzemianu litu. W przypadku dodatków mineralnych zastosowano naturalną pucolanę, zawierającą zeolit, której efektywność zwiększano poprzez modyfikację jonami amonowymi. Wykonano badania zmian liniowych zapraw z rozdrobnionym kruszywem żwirowym metodą przyspieszoną i długoterminową. Dodatkowo wykonano obserwacje mikrostruktury z wykorzystaniem elektronowego mikroskopu skaningowego. Wykazano, że w warunkach podwyższonej temperatury lepsze zabezpieczenie uzyskano po zastosowaniu związków litu. W warunkach zbliżonych do eksploatacyjnych zastosowanie 20-30% pucolany naturalnej skuteczniej hamowało ekspansję zapraw z kruszywem reaktywnym. Niezależnie od sposobu zabezpieczenia, w mikrostrukturze zapraw wykryto obecność produktów reakcji alkalia-krzemionka.

6

Parametry strukturalne błękitu pruskiego na tle innych sorbentów pochodzenia naturalnego i antropogenicznego

Gajda Aleksandra, Sierant Anna, Jodłowski Przemysław

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2022

|

T. 24, nr 1-4

37--44

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań niskociśnieniowej adsorpcji gazowej błękitu pruskiego z użyciem N2 jako adsorbatu w celu określenia parametrów strukturalnych oraz CO2 w celu określenia parametrów sorpcyjnych. Zgodnie z danymi literaturowymi błękit pruski pod względem adsorpcji kationów porównywany jest do zeolitów, a jego struktura krystaliczna do MOFów. Z uwagi na ten fakt przeprowadzono badania porównawcze, wyznaczając parametry strukturalne zeolitu SN oraz MOFa MIL-140. Powierzchnia właściwa modelu adsorpcji wielowarstwowej BET dla błękitu pruskiego dla zoptymalizowanej temperatury odgazowania osiągnęła wartość 85,02 m2/g, przy całkowitej pojemności sorpcyjnej BET 19,53 cm3/g, co pozwoliło na uszeregowanie go jako sorbentu pomiędzy zeolitem a MOFem. Otrzymane wyniki porównano także z pracami innych autorów.

EN

This paper presents the results of a low-pressure gas adsorption study of Prussian blue using N2 as adsorbate to determine structural parameters and CO2 to determine sorption parameters. According to the literature, Prussian blue is compared to zeolites in terms of cation adsorption, and its crystal structure to MOFs. In view of this fact, a comparative study was carried out, determining the structural parameters of zeolite SN and MOF MIL-140. The specific surface area of the BET multilayer adsorption model for Prussian blue for the optimized degassing temperature reached 85.02 m2, with a total sorption capacity (BET) of 19.53 cm3/g, which allowed it to be ranked as a sorbent between zeolite and MOF. The obtained results were also compared with the works of other authors.

7

Cost-effectiveness analysis and cost-benefit analysis for X-type zeolite production from fly ash

Białecka Barbara, Cempa Magdalena, Adamczyk Zdzisław, Świnder Henryk, Krawczyk Piotr

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 3

83--103

EN

This paper presents the results of a cost-effectiveness analysis and a cost-benefit analysis for the production of X-type zeolites from fly ash. Positive results of the laboratory tests on the quality of zeolites derived from fly ash initiated a cost analysis on the production of this materials on an industrial scale. The cost-effectiveness analysis was conducted using the dynamic generation cost indicator (DGC ). The calculated DGC expresses the technical manufacturing cost of 1 Mg of synthetic zeolites. Whereas the cost-benefit analysis (CBA) was completed using the economic net present value (ENP V) and the economic internal rate of return (EIRR ) indicators. The calculated unit technical cost of producing 1 Mg of zeolites using an installation consisting of five reactors with a capacity of 25 m3 each is 211 EUR and is lower than the current market price of this product, including transportation costs. This proves the financial viability of the investment. The calculations of the economic efficiency of the installation (CBA method) show that it is fully economically viable to operate and use the products from a social point of view.

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki oceny efektywności kosztowej i ekonomicznej produkcji zeolitów typu X z popiołów lotnych. Pozytywne wyniki badań laboratoryjnych dotyczące jakości materiału zeolitowego otrzymanego z popiołów lotnych były podstawą do przeprowadzenia oceny kosztów ich produkcji w skali przemysłowej. Ocenę efektywności kosztowej przeprowadzono przy wykorzystaniu dynamicznego kosztu jednostkowego (DGC ). Obliczony wskaźnik DGC wyraża techniczny koszt produkcji 1 Mg zeolitów syntetycznych. Natomiast analiza kosztów i korzyści (CBA) polegała na obliczeniu ekonomicznej bieżącej wartości netto (ENP V) i ekonomicznej wewnętrznej stopy zwrotu (EIRR). Obliczony jednostkowy techniczny koszt wyprodukowania 1 Mg zeolitów na instalacji składającej się z 5 reaktorów o pojemności 25 m3 każdy wynosi 211 EUR i jest niższy od ceny rynkowej tego produktu, wliczając koszty transportu. Świadczy to o opłacalności finansowej inwestycji. Przeprowadzone obliczenia efektywności ekonomicznej instalacji (metodą CBA) potwierdzają w pełni opłacalność jej eksploatacji i wykorzystania produktów z punktu widzenia społecznego.

8

Wpływ zeolitu syntetycznego na syntezę tobermorytu

Skawińska Anna, Owsiak Zdzisława

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 5

320--329

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu dodatku zeolitu syntetycznego na powstawanie tobermorytu w mieszaninie tlenku wapnia z kwarcem. Zeolit syntetyczny otrzymano przez termiczną aktywację haloizytu, a następnie gotowaniu w roztworze wodorotlenku sodu. W pracy badano powstawanie tobermorytu przy stałym stosunku molowym CaO/SiO2 wynoszącym 0,86 w warunkach autoklawizacji odpowiadających ciśnieniu nasyconej pary wodnej w temperaturze 180ºC. Czas syntezy wynosił 4 i 12 godzin. Zeolit syntetyczny dodawany był w ilości 5%, 15% oraz 30% masy suchych składników. Badania wykazały, że zeolit syntetyczny wpływa na powstawania uwodnionych krzemianów wapnia o małym uporządkowaniu struktury. Po 4 godzinach autoklawizacji na dyfraktogramie próbek z dodatkiem zeolitu syntetycznego notuje się niewielki refleks tobermorytu. W próbkach, w których został przekroczony stosunek molowy Al/(Al+Si) > 0.15 pojawiają się hydrogranaty z grupy hibschit-katoit. W pracy wykazano, że hydrogranaty z grupy hibschit-katoit pojawiają się w próbkach z dodatkiem 15% oraz 30% zeolitu po 4 godzinach obróbki hydrotermalnej. Intensywność refleksu katoitu zmniejsza się wraz z wydłużeniem czasu autoklawizacji i zanika dla próbki z 15% zeolitu po 12 godzinach autoklawizacji. Dla tych próbek wykazano również obecność portlandytu.

EN

This paper presents the results of a study of the effect of synthetic zeolite addition on the formation of tobermorite in a burnt lime-quartz mixture. Synthetic zeolite was obtained by thermal activation of halloysite followed by boiling in sodium hydroxide solution. In this study, the formation of tobermorite was investigated at a constant CaO/SiO2 molar ratio of 0.86 under autoclaving conditions corresponding to saturated steam pressure at 180ºC. The synthesis times were 4 and 12 hours. Synthetic zeolite was added at 5%, 15% and 30%. Studies have shown that synthetic zeolite influences the formation of hydrated calcium silicates with poor crystallinity. After 4 hours of autoclaving for samples with synthetic zeolite, a small peak of tobermorite can be found on the XRD pattern. In samples where the molar ratio of Al/(Al+Si) > 0.15 was exceeded, hydrogarnets of the hibschite-katoite group appear. The paper shows that hydrogarnets of the hibschite-katoite group appear for samples with 15% and 30% zeolite after 4 hours of hydrothermal treatment. The intensity of the katoite reflection decreases with increasing autoclaving time and disappears for the sample with 15% zeolite after 12 hours of autoclaving. The presence of portlandite was also demonstrated in these samples.

9

Effect of Zeolite Addition on the Production of a Cast Porous Composite Based on AC-AlSi11 Silumin

Borowiecka-Jamrożek Joanna, Kargul Marcin

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 4

96--101

EN

The paper presents the application of the casting method for the production of porous composites, called syntactic foams, of the casting alloy - solid particles type. This method was used to produce composites based on Al alloys reinforced with particles of clinoptilolite, a natural mineral from the zeolite group. Before the casting process, tests were carried out on the morphology, physicochemical properties and chemical composition of the zeolite, which was obtained from a rock called zeolite tuff, mined in a quarry in Kucin, (VSK PRO-ZEO s.r.o., Slovakia). Observations of the microstructure of the produced composites were also carried out using a scanning electron microscope. Diffractometric tests of zeolite rock as delivered for research and of the produced samples reinforced with zeolite particles were also carried out. Initial studies of the density and porosity of the produced composites were performed. The usefulness of the presented method of composite production was assessed on the basis of the conducted structural tests, with particular emphasis on the particle distribution in the alloy matrix.

10

Post-fire impact behavior and durability of steel fiber-reinforced concrete containing blended cement-zeolite and recycled nylon granules as partial aggregate replacement

Nematzadeh Mahdi, Nazari Ali, Tayebi Morteza

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e5, 2022

EN

Recycling polymeric waste in concretes to replace a portion of the stone aggregate volume can improve some of the mechanical features of concrete such as impact resistance, while also helping mitigate the associated environmental problems. Thus, this research was aimed at exploring the combined effect of nylon granules (0, 10, and 20%) as a replacement for fine aggregate, steel fibers (0, 0.75, and 1.25%), and zeolite (0, 10, 15, and 20%) as a replacement for cement on the impact resistance and durability of concrete following several heating levels (20, 300, and 600 °C). For this purpose, 432 concrete samples were manufactured, and the concrete features including compressive strength, tensile strength, impact resistance, loss of weight, water absorption, porosity, density, and failure type of concrete samples after different heating levels were investigated. The results demonstrated that the impact energy at the failure level declined considerably with temperature for all the concrete samples containing nylon granules and steel fibers (by 46–94% for 600 °C). However, increasing nylon granule content to 20% in concrete improved the impact resistance at the first and ultimate crack levels following exposure to 20 and 300 °C, while significantly lowering this parameter (by up to 40%) following exposure to 600 °C. Furthermore, the inclusion of steel fibers in concrete and increasing its content led to increased impact energy of the heated and non-heated concretes.

11

Ciśnieniowa aglomeracja pyłu zeolitowego w prasie walcowej wysokociśnieniowej

Mazgaj-Pabiś Ewelina, Gawenda Tomasz

Surowce i Maszyny Budowlane

|

2021

|

nr 1

68--73

PL

W procesie przeróbki skały zeolitowej powstaje znaczna ilość drobnoziarnistego, wysokodyspersyjnego pyłu, który przed zagospodarowaniem wymaga scalenia do postaci większych aglomeratów. Problem w tym, że proces granulacji drobnoziarnistego zeolitu jest złożony i stwarza wiele trudności.

12

Sorption isotherm study of manganese removal from aqueous solutions by natural and MnO2-coated zeolite

Demcak Stefan, Kovacova Zdenka, Balintova Magdalena, Fazekas Juraj, Zinicovscaia Inga

Environment Protection Engineering

|

2021

|

Vol. 47, nr 3

17--24

EN

The applicability of the natural and MnO2-coated zeolite as sorbent for the removal of Mn(II) from synthetic solutions has been investigated. Batch experiments were carried out to determine the influence of pH and Mn(II) concentration on the sorption process. A maximum removal efficiency (98.9%) was observed for modified zeolite with the concentration of 10 mg/dm3 of manganese in solution. The equilibrium data showed a very good correlation for both Langmuir and Freundlich sorption models and this suggests both monolayer adsorption and a heterogeneous surface existence. Maximum sorption capacity calculated from the Langmuir model constituted 5.57 mg/g for natural zeolite and 13.41 mg/g for modified zeolite.

13

Synteza nowych nanokompozytów chitozan/modyfikowany zeolit i ich wpływ na właściwości mechaniczne zapraw cementowych

Karakuş Selcan, Karapınar Işıl Sanrı, Pehlivan Ahmet Onur, Özsoy Özbay Ayşe Elif, Yazgan Utku

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 6

531--544

PL

W pracy przedstawiono nowy nanokompozyt zawierający biodegradowalny chitozan [CS] i modyfikowany zeolit [mZeo] jako eko-nanododatek do cementu oraz oceniono jego wpływ na właściwości mechaniczne zapraw cementowych. Proponowany nanokompozyt otrzymano dzięki synergicznej metodzie sonikacji mikrofalowej, a morfologię powierzchni i skład chemiczny nanokompozytów mZeo i CS/mZeo określono za pomocą SEM, FTIR, XRF i BET. Zbadano wytrzymałość na ściskanie i zginanie zapraw cementowych zawierających mZeo i CS/mZeo w ilości 0, 0,2, 0,5, 1 i 2 % masy cementu. Wyniki badań doświadczalnych wykazały poprawę wytrzymałości zapraw zawierających proponowany nanokompozyt. W niniejszej pracy po raz pierwszy podjęto próbę zastosowania zeolitu w nanoskali w kompozytach cementowych, a uzyskane dotychczas wyniki są bardzo obiecujące. Stwierdza się zatem, że proponowany nanokompozyt ma duży potencjał do zastosowania jako alternatywny eko-nanododatek do kompozytów cementowych.

EN

In this paper, a novel nanocomposite containing biodegradable chitosan [CS] and modified zeolite [mZeo] was introduced as a cement eco-nano additive and its effects on the mechanical properties of cement mortars were evaluated. The proposed nanocomposite was prepared by using a synergistic sonication-microwave method. The surface morphology and chemical compositions of mZeo and CS/mZeo nanocomposites were determined using SEM, FTIR, XRF, and BET. Compressive and flexural strength of cement mortars containing mZeo and CS/mZeo in ratios of 0%, 0.2%, 0.5%, 1% and 2% by mass, were investigated. Experimental results showed a significant improvement in the mechanical properties of mortars containing the proposed nanocomposite. The use of nanoscale zeolite in cementitious composites was attempted for the first time within this study and the results so far have been very promising. Therefore, it is concluded that the proposed nanocomposite has great potential to be used as an alternative eco-nano additive, for cementitious composites.

14

Effects of zeolites and hydrated lime on volumetrics and moisture resistance of foamed warm mix asphalt concrete

Chomicz-Kowalska Anna, Maciejewski Krzysztof, Iwański Mateusz Marek, Janus Karolina

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 2

art. no. e136731

EN

The paper concerns the utilization of hydrated lime and zeolites as additives in warm mix asphalt produced with foamed bitumen. The mentioned additives were added to the mixtures in exchange for specific quantities of mineral filler, which amounted to 0.4% and 1.2% of hydrated lime or 0.4% of water-modified and 1.0% of air-dry zeolites in mineral mix. The study investigated warm-produced mixtures with 4.5% and 4.8% binder content and production and compaction temperatures set at 120⁰C and 100⁰C respectively. Additionally, reference hot and warm mixtures were evaluated. The testing included: air void content, indirect tensile strength in dry state and after one freeze-thaw cycle as well as the resulting resistance to moisture and frost damage index. The mixtures incorporating hydrated lime and lower bitumen content of 4.5% exhibited increased air voids and mostly unchanged mechanical performance when compared to the reference warm mix. Increased bitumen content has resulted in significantly improved performance in moisture resistance and compactability which could be compared to that of the reference hot-produced mixture. On the other hand, the incorporation of zeolites in the foamed bitumen mixtures resulted in all cases in increased air void content in the samples. This has apparently led to decreased indirect tensile strength, in both the dry state and after the freeze-thaw cycle. Based on the results it was concluded that the production temperature of the zeolite-bearing mixtures was too low for the zeolite water to significantly improve the mix’ workability and therefore positively affect its mechanical parameters.

15

Zeolit jako dodatek do zapraw i betonów

Pietras Maria, Konkol Janusz

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2020

|

Z. 26 (176)

149-155

PL

Zeolity są obecnie coraz częściej wykorzystywane w różnych dziedzinach przemysłu. Wnioski z licznych badań wskazują jednoznacznie na ich korzystne właściwości, które znajdują zastosowanie m.in. w budownictwie. Celem artykułu jest opisanie wpływu zeolitów na właściwości kompozytów cementowych oraz przedstawienie wyników badań własnych. Badanie przeprowadzono na zaprawie z dodatkiem zeolitu w ilości 10% masy cementu, określając wytrzymałość na zginanie i ściskanie po 3, 7 i 28 dniach dojrzewania. Przeprowadzono także badania fraktograficzne na uzyskanych w badaniu wytrzymałości na zginanie powierzchniach przełomów.

EN

Nowadays, zeolites are being used more and more in various fields of industry. Conclusions from numerous studies indicate their favourable properties for use in construction and architecture. The aim of the article is to provide a description of zeolites` influence on the properties of cement composites and to present the author’s own test results. The tests were conducted on mortar with the addition of zeolite in the amount of 10% cement weight, and determined the flexural and compressive strength, after 3,7 and 28 days of curing. Some fractographic research was also conducted on the obtained results from the flexural strength test, and surface breakthroughs.

16

Badania nad usuwaniem izotopów radu z wód przy użyciu zeolitów

Samolej Krzysztof

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 9

1404--1408

PL

Określono wydajność usuwania izotopów radu (226Ra i 228Ra) z solanki odprowadzanej z miejsc wydobycia w kopalni węgla kamiennego na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W tym celu zastosowano syntetyczne zeolity NaP1, 3A, 5A, 13X oraz naturalny zeolit klinoptylolit. Zeolity w tym badaniu były w postaci drobnokrystalicznej lub granulowanej. Przeprowadzono dwa rodzaje testów dynamicznych. Wykazano, że zeolit NaP1 ma bardzo dużą skuteczność usuwania radu, wynoszącą 92%, podczas gdy wydajność dla innych zeolitów była znacznie mniejsza. Ponadto w pracy przedstawiono analizę obowiązujących przepisów dotyczących stężenia radu w wodze i odpadach.

EN

226Ra and 228Ra isotopes were removed from brine drained from hard coal mine excavation sites in the Upper Silesian Coal Basin by adsorption on synthetic NaP1, 3A, 5A, 13X zeolites as well as on a natural clinoptilolite. The zeolites had a fine-cryst. or granular form. Two types of dynamic tests were performed. The zeolite NaP1 showed the Ra removal efficiency of 92%. The efficiency of other zeolites was much lower. Addnl., an anal. of current legislation con- cerning the concn. of Ra in water and waste was performed.

17

Environmental analysis of novel sorbents for mercury sorption

Lelek Łukasz, Wdowin Magdalena, Panek Rafał

Polityka Energetyczna

|

2020

|

T. 23, z. 1

119--134

EN

The reduction of mercury emissions in currently existing coal-based power plant solutions by each method i.e. preliminary, primary and secondary (consisting of introducing coal into the combustion chamber and then removing mercury from the combustion gases arising from the combustion process) does not solve the problem of achieving the required limits by power plants. Therefore, the need has arisen to look for new, effective solutions. The results presented in the work concern the analysis of environmental benefits for the use of zeolites obtained from by-products of coal combustion such as fly ash (from hard coal and lignite) in technologies for removing gaseous forms of mercury. The tested zeolites were silver-modified X-type structures. The reference material in the considerations was active carbon impregnated with bromine – a commercially available sorbent on the market. The article considers environmental benefits resulting from the use of tested zeolites taking the product life cycle, sorbent efficiency and the possibility of its regeneration compared to activated carbon (AC/Br) into account. The LCA analysis was performed taking the estimated material and energy balances of the manufacturing processes into account. When comparing the production process of type X zeolite materials on the processing line and activated carbons in the amount necessary to capture 375 g Hg from exhaust gases, the LCA analysis showed that zeolites contribute to a lower potential impact on the environment. The advantage is that 5 times less zeolite sorbent than activated carbons is needed to capture the same amount of mercury. In addition, zeolite materials can be regenerated, which extends their life time.

PL

Redukcja emisji rtęci w obecnie istniejących rozwiązaniach elektrowni bazujących na węglu zarówno metodami wstępnymi, jak i metodami pierwotnymi oraz metodami wtórnymi polegającymi na wprowadzeniu węgla do komory paleniskowej, a następnie usuwaniu rtęci z gazów wylotowych powstałych w procesie spalania, nie rozwiązuje problemu osiągnięcia wymaganych limitów przez elektrownie, w związku z czym istnieje potrzeba poszukiwania nowych, efektywnych rozwiązań. Przedstawione w pracy wyniki dotyczą analizy korzyści środowiskowych dla zastosowania zeolitów otrzymywanych z ubocznych produktów spalania, jakimi są popioły lotne (z węgla kamiennego i brunatnego) w technologiach usuwania gazowych form rtęci. Badane zeolity stanowiły struktury typu X modyfikowane srebrem. Materiałem referencyjnym w rozważaniach był węgiel aktywny impregnowany bromem – komercyjnie dostępny na rynku sorbent. W artykule rozważono korzyści środowiskowe wynikające z zastosowania badanych zeolitów uwzględniając cykl życia produktu, wydajność sorbentu oraz możliwość jego regeneracji w porównaniu do węgla aktywnego (AC/Br). Analizę LCA dokonano, uwzględniając oszacowane bilanse materiałowe i energetyczne procesów wytwarzania. Przy porównaniu procesu produkcji materiałów zeolitowych typu X na linii technologicznej oraz węgli aktywnych w ilości niezbędnej do wychwycenia z gazów odlotowych 375 g Hg, analiza LCA wykazała, iż zeolity przyczyniają się do mniejszego potencjalnego wpływu na środowisko. Zaletą jest fakt, iż do wychwycenia tej samej ilości rtęci niezbędne jest 5 razy mniej sorbentu zeolitowego niż węgli aktywnych. Ponadto materiały zeolitowe dodatkowo można regenerować, co wydłuża ich czas życia.

18

The effect of silica fume and zeolites on the leaching of ions from the cement matrix in environments of varying pH

Estokova Adriana, Sicakova Alena, Kovalcikova Martina

Ochrona przed Korozją

|

2020

|

nr 11

358--363

EN

Concrete is a versatile construction material that can be used in a wide range of service and environmental conditions. Sustainable concrete is characterized by two basic features. It should withstand those conditions that can impact its service life (and should be identified during design and addressed in project specifications) as well as it contains some alternative raw materials in its composition. The paper aims at a simultaneous study of both chemical and engineering properties of concretes after an acidic exposure. For this purpose, a specific experimental program was set and executed, with the aim of using the proper size of samples for individual testing methods. Two kinds of additions (silica fume and zeolite) were used as concrete components. Two aspects of the impact of concrete´s composition were investigated: the impact on chemical behaviour (leaching the main concrete components) and the impact on physical-mechanical properties (density, water absorption capacity, flexural and compressive strength). Findings revealed that the best resistivity against HCl attack has been proven for the samples with silica fume addition only. The physico-mechanical performance of large-sized concrete´s and the results of leaching of small-sized concrete´s samples exposed to hydrochloric acid correlated well. The comparison of chemical and physical-mechanical performance of samples points to the necessity of complex evaluation of concrete durability.

PL

Beton jest wszechstronnym materiałem budowlanym, który można stosować w różnych środowiskach. „Zrównoważony” beton charakteryzuje się dwiema podstawowymi cechami: powinien wytrzymać warunki, które mogą wpłynąć na jego trwałość (i powinny zostać zidentyfikowane podczas projektowania i uwzględnione w specyfikacjach projektu), a także zawiera w swoim składzie pewne alternatywne surowce. W celu jednoczesnego badania właściwości chemicznych i inżynieryjnych betonu po ekspozycji w środowisku kwaśnym opracowano i uruchomiono specjalny program eksperymentalny, mający na celu zastosowanie odpowiedniej wielkości próbek dla poszczególnych metod testowania. W betonie zastosowano dwa rodzaje dodatków – krzemionkę płomieniową i zeolit. Przebadano wpływ dodatków na właściwości chemiczne (ługowanie głównych składników betonu) oraz na właściwości fizyko- -mechaniczne (gęstość, zdolność absorpcji wody, wytrzymałość na zginanie i ściskanie). Badania wykazały, że najlepszą odpornością na atak HCl charakteryzują się próbki z dodatkiem krzemionki płomieniowej. Uzyskano dobrą korelację właściwości fizyko-mechanicznych dla dużych i małych próbek betonu narażonych na działanie kwasu solnego. Porównaniem właściwości chemicznych i fizyko-mechanicznych próbek wskazuje na konieczność kompleksowej oceny trwałości betonu.

19

XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) Study of Removing Iron Ions from Water by Zeolite and Bentonite

Skvarlova Anna, Kanuchova Maria, Kozakova L'ubica, Bakalar Tomas, Oravcova Andrea, Skvarla Jiri

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 2

201--204

EN

Zeolites as a member of family of hydrated aluminosilicate minerals contains alkali and alkaline-earth metals. They are noted for their lability toward ion-exchange and reversible dehydration. Their framework structure encloses interconnected cavities occupied by large metal cations and water molecules. Bentonites are clays generated frequently from the alteration of volcanic ash, consisting predominantly of smectite minerals, usually montmorillonite. They present strong colloidal properties and its volume increases several times when coming into contact with water, creating a gelatinous and viscous fluid. The special properties of bentonite (hydration, swelling, water absorption, viscosity, thixotropy) make it a valuable material for a wide range of uses and applications. The purpose of this paper is to document an ability of a zeolite and bentonite to remove iron ions and various other pollutants from water. The surface analysis of zeolite and bentonite was performed by the very sensitive analytical device – XPS (X–ray photoelectron spectroscopy).

PL

Zeolity należą do rodziny uwodnionych minerałów glinowokrzemianowych, zawierających metale alkaliczne oraz alkaliczno-ziemne. Są zauważane ze względu na ich zdolność wymiany jonowej oraz odwrotnej dehydratacji. Ich struktura zawiera wewnętrznie połączone wgłębienia zajęte przez duże kationy metali oraz cząsteczki wody. Bentonity to iły tworzone często poprzez alterację popiołu wulkanicznego, zawierające głównie minerały smektytu a zazwyczaj montmorillonitu. Wykazują silne właściwości koloidalne a ich objętość wzrasta kilkukrotnie podczas wejścia w kontakt z wodą, tworząc w ten sposób galaretowatą i lepką ciecz. Specjalne właściwości bentonitu (hydratacja, puchnięcie, absorpcja wody, lepkość, tiksotropia) powodują, że jest to cenny materiał dla szerokiej gamy zastosowań. Celem tego artykułu jest udokumentowanie zdolności zeolitów oraz bentonitów do usuwania jonów żelaza oraz różnych innych zanieczyszczeń z wody. Analiza powierzchni zeolitu i bentonitu została wykonana za pomocą bardzo czułego urządzenia analitycznego – XPS (roentgenowska spektroskopia fotoelektronowa).

20

Fabrication and properties of βTCP/Zeolite/Gelatin scaffold as developed scaffold in bone regeneration: in vitro and in vivo studies

Yazdanian Mohsen, Tabesh Hadi, Houshmand Behzad, Tebyanian Hamid, Soufdoost Reza Sayyad, Tahmasebi Elahe, Karami Ali, Ghullame Sayede

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2020

|

Vol. 40, no. 4

1626--1637

EN

Synthetic scaffolds, as an alternative to allograft and xenograft scaffolds, are suitable for bone regeneration. This study aimed to synthesize a composite biomaterial of zeolite and beta-tricalcium phosphate (bTCP) to obtain a biocompatible material with physical and mechanical properties in bone regeneration. One scaffold without zeolite (bZG 0) and two scaffolds with different amounts of zeolite (bZG 1 and bZG 2) were synthesized. The scaffolds were evaluated by FTIR, XRD, compressive strength test, MTT assay, and radiographic and histological analyses. The XRD results confirmed the presence of bTCP and ZSM-5 phases in the composite scaffolds and also, indicated that the addition of gelatin decrease the crystallinity of composite scaffolds. FTIR revealed the gelatin, b-TCP and ZSM-5 functional groups in the composite structure. bZG 2 group had the maximum porosity among the scaffolds (74%) ranging in size from 61-600 mm. Compressive strength test showed that the Young's modulus changed from 23 MPa to 59 MPa, and the zeolite nanostructure was the most influential factor responsible for this change. The MTT assay showed the superiority of bZG 2, and the macroscopic and microscopic results at 4, 8, and 12 weeks revealed the maximum bone regeneration and formation of bone trabeculae in the bZG 2 and bZG 1 groups, respectively. The zeolite scaffold showed the superior mechanical, radiographic and histological properties compared with the control and non-zeolite scaffold. bTCP/ Zeolite/ Gelatin scaffold can be an appropriate candidate for medical application in bone regeneration.