Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena możliwości zastosowania popiołów ze spalania węgla brunatnego w technologii wytwarzania autoklawizowanego betonu komórkowego

Górecka Ewelina, Łaskawiec Katarzyna, Gębarowski Piotr

Budownictwo, Technologie, Architektura

|

2024

|

nr 1

60--61

PL

W wyniku wieloletnich badań i doświadczeń produkcyjnych zrealizowano w Polsce i na świecie szereg kierunków utylizacji surowców (odpadów) z energetyki. Technologie utylizacji były opracowane w zasadzie dla odpadów powstających przy tradycyjnym spalaniu węgla w kotłach pyłowych. Do wytwarzania ABK stosowane są głównie popioły lotne krzemionkowe i/lub popioły fluidalne. Dotychczas popioły lotne wapienne, czyli popioły z dużą zawartością związków wapna powstające podczas spalania węgli brunatnych, a także w procesach suchego odsiarczania spalin w paleniskach konwencjonalnych nie były stosowane do wytwarzania ABK. Popiół lotny pochodzący ze spalania węgla brunatnego w klasycznym palenisku pyłowym charakteryzuje się złożonym składem mineralnym. Dominuje piasek kwarcowy, ale również anhydryt, tlenek magnezu i zwiększone ilości węglanu i tlenku wapnia w stosunku do tradycyjnych popiołów krzemionkowych. Skład ten może być powodem powstawania niekontrolowanych zmian objętości zachodzących podczas hydratacji. Zastosowanie popiołu lotnego wapiennego w technologii ABK daje korzyści ekonomiczne, ekologiczne i techniczne. Związane to jest ze zmniejszeniem ilości wapna w recepturze wyjściowej ABK (w porównaniu do receptury na tradycyjnym popiele krzemionkowym) i wynikającą z tego redukcją emisji CO2. W artykule przedstawiono wyniki badań prób technologicznych zastosowania popiołów wapiennych z Elektrowni Bełchatów. Zweryfikowano możliwość zastosowania ich jako surowiec do wytwarzania autoklawizowanego betonu komórkowego.

EN

As a result of many years of research and production experience, a number of directions for the utilisation of raw materials (waste) from the power industry have been realised in Poland and worldwide. Utilisation technologies were basically developed for wastes arising from traditional coal combustion in pulverised coal boilers. Silica fly ash and/or fluidised bed fly ash are mainly used to produce AAC. Lime fly ash with a high content of lime compounds generated during the combustion of lignite coals and in dry flue gas desulphurisation processes in conventional furnaces, has not been used to produce AAC. Fly ash from the combustion of lignite in a classic pulverised coal furnace is characterised by a complex mineral composition. Quartz sand predominates, but also anhydrite, magnesium oxide and increased amounts of carbonate and calcium oxide compared to traditional silica ash. This composition may be the reason for uncontrolled volume changes occurring during hydration. The use of lime fly ash in AAC technology offers economic, environmental and technical advantages. This is related to the reduction in the amount of lime in the AAC formulation (compared to the formulation on traditional silica ash) and the resulting reduction in CO2 emissions. The article presents the results of technological tests on the use of limestone ashes from the Bełchatów Power Plant in autoclaved aerated concrete technology. The possibility of using them as a raw material for the production of AAC was verified.

2

Verification of the sample preparation procedure for strength testing of selected hydraulic road binders

Duszyński Andrzej, Jasiński Wiktor, Jórdeczka Łukasz, Brenner Maria

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2021

|

Vol. 20, no. 4

451--463

EN

The article presents various systems of sample preparation for testing of compressive strength of hydraulic road binders, encompassing the manner of sample formation and curing, as well as determination of mixture composition (mortar or paste) and water content. Two methods of sample curing were taken into account: in water bath and in humid air. Research was performed on chosen hydraulic road binders with varying content of calcareous and siliceous constituents. The tested binders were also characterized in terms of proportion of material retained on 45 μm sieve. The obtained results confirmed the need for distinction between various systems of specimen preparation in road binder compressive strength testing in order to appropriately classify the binders according to their performance and functions in road pavements or improved subgrades.

PL

W artykule przedstawiono systemy przygotowania próbek do badania wytrzymałości na ściskanie spoiw drogowych, obejmujące wykonanie i dojrzewanie próbek. Wykonanie obejmuje zagadnienie składu mieszanki (zaprawa lub zaczyn) wraz z doborem ilości wody. W zakresie dojrzewania próbek wyróżniono dwa sposoby: w kąpieli wodnej i w wilgotnym powietrzu. Badania przeprowadzono dla przykładowych hydraulicznych spoiw drogowych o różnej zawartości składników krzemionkowych i wapiennych. Do opisu badanych spoiw wykorzystano również badania pozostałości na sicie 45 μm. Wyniki badań potwierdziły potrzebę wyróżnienia w badaniach wytrzymałości na ściskanie spoiw drogowych różnych systemów przygotowania próbek na cele klasyfikacji tych spoiw pod względem ich działania i funkcji w konstrukcji nawierzchni drogowej lub ulepszonym podłożu.

3

Jak zmniejszyć emisję CO2 w przemyśle cementowym – doświadczenia firmy CEMEX Polska

Radelczuk Henryk

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 10

53--56

4

Wykorzystanie odpadów i ubocznych produktów przemysłowych a możliwości zmniejszenia emisji CO2 w przemyśle cementowym – badania przemysłowe

Baran Tomasz

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 3

169--184

PL

Celem niniejszej pracy było przedstawienie możliwości znacznego zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w procesie produkcji cementów wieloskładnikowych, poprzez stosowanie w ich składzie dużych ilości ubocznych produktów przemysłowych. Równocześnie przedstawiono możliwości ograniczenia emisji CO2 w produkcji klinkieru portlandzkiego, w wyniku stosowania surowców zawierających związki wapnia, inne niż węglanowe. Ponadto przedstawiono wykorzystanie do produkcji klinkieru paliw alternatywnych, zawierających biomasę, której spalania nie wlicza się do emisji CO2. Zastąpienie 1% masy CaO w zestawie surowcowym w formie węglanu, powoduje zmniejszenie emisji o 8 kg CO2 na Mg klinkieru. Zmniejszenie emisji CO2 sprawdzono i potwierdzono w warunkach produkcji przemysłowej klinkieru, dla zestawów surowcowych zawierających wapno pokarbidowe, lub popiół lotny wapienny. Przeprowadzone próby przemysłowe wykazały, że stosowanie 2÷5% dodatku popiołu lotnego wapiennego z Bełchatowa w składzie zestawu surowcowego, pozwala na ograniczenie emisji CO2 o 4,0÷10,3 kg CO2 na Mg klinkieru. Zastosowanie dodatku 2÷5% wapna pokarbidowego w składzie zestawu surowcowego zmniejsza emisję CO2 o 9,5÷23,9 kg CO2 na Mg klinkieru. Rozwój produkcji cementów wieloskładnikowych, z dużą ilością ubocznych produktów przemysłowych, wydaje się zasadniczym rozwiązaniem na najbliższe lata. Pozwala to na znaczne zmniejszenie emisji CO2 w przemyśle cementowym oraz w produkcji betonu.

EN

This article aims to present the possibility of reducing CO2 emission in the composite cement production, by using large amounts of industrial by-products and to present the possibility of reducing CO2 emission in the process of Portland clinker synthesis. The last one will be the result of using raw materials containing calcium compounds other than carbonates and the use of alternative fuels containing biomass for the synthesis of clinker, the combustion of which is not included in the CO2 emission balance. Replacing one mass % of CaO in the raw mix as limestone, reduces the emission by 8 kg CO2 per Mg of clinker. The reduction of CO2 emissions was evaluated and confirmed by industrial production trial. Clinker was produced using raw materials containing carbide lime or limestone fly ash. The results of the trial showed, that the use of 2%÷5% of Bełchatów calcareous fly ash in the composition of the raw mix, allows of reducing the emission by 4.0÷10.3 kg of CO2 per Mg of Portland clinker. The use of 2%÷5% of carbide lime in the composition of the raw mix leads to emission reduction by 9.5÷23.9 kg of CO2 per Mg of Portland clinker. On the other hand, the development of composite cement production with a large amount of industrial by-products, seems to be the basic solution for the coming years, allowing a significant reduction of CO2 emission in the cement industry and in the concrete production.

5

Ocena spiekalności namiarów surowcowych do wytwarzania klinkieru portlandzkiego wypalanych z udziałem stałych paliw alternatywnych

Kacała Olga, Gawlicki Marek, Głodek-Bucyk Ewa

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2018

|

R. 11, nr 33

14--26

PL

W pracy dokonano oceny zdolności do klinkieryzacji czteroskładnikowego namiaru surowcowego (wapień, żużel stalowniczy, wapienny popiół lotny z węgla brunatnego, piasek kwarcowy) do wytwarzania klinkieru portlandzkiego. Stwierdzono, ocenę taką można z powodzeniem przeprowadzić, wykorzystując do tego celu wskaźnik Lafarge K 1450. Badania wykazały, że wzrost z 50 do 85% ekwiwalentu ciepła ze stałych paliw alternatywnych współspalanych z węglem kamiennym nie obniża w sposób istotny zdolności do klinkieryzacji analizowanego namiaru surowcowego. Spiekalność namiaru surowcowego jest uzależniona głównie od uziarnienia żużla stalowniczego i piasku kwarcowego. Zdolność do klinkieryzacji namiarów surowcowych określono w skali Lafarge K 1450 jako umiarkowaną. Wzrost zawartości „grubych” ziaren piasku i żużla obniżał zdolność do klinkieryzacji badanego namiaru surowcowego z umiarkowanej do słabej.

EN

This paper presents the assesment of clinkering ability of four-component raw material (limestone, steel slag, lime ash from lignite, quartz sand) for Portland Clinker production. It was found that this assesment could be successfully conducted using the Lafarge K 1450 indicator. Studies have shown that the increase from 50 to 85% of heat equivalent from solid alternative fuels co-fired with coal does not significantly lower the clinkering ability of analysed material. Sinterability of raw material is dependent only on steel slag and sand particle size. Clinkering ability of raw material is defined in Lafarge K 1450 scale as moderate. Increase of coarse sand and slag grain content lowered the clinkering ability of tested material from moderate to low.

6

Badanie hydratacji spoiwa z wstępnie przetworzonego popiołu lotnego wapiennego

Shafiei K., Lehmann C., Stephan D.

Cement Wapno Beton

|

2018

|

R. 21/83, nr 4

277--289

PL

W pracy dokonano oceny przebiegu hydratacji wstępnie przetworzonego popiołu lotnego wapiennego [PPW], oraz z dodatkiem zmielonego granulowanego żużla wielkopiecowego [MGŻW] oraz cementu portlandzkiego 42,5R [PC] i cementu siarczanowoglinianowego [CSG]. Uzyskane wyniki pokazują, że sam PCFA ma małą szybkość hydratacji, jak również niską wytrzymałość nawet po 28 dniach twardnienia. Dodatek MGŻW zwiększa szybkość hydratacji PCFA i wytrzymałość po 28 dniach. PC zwiększa wczesną i końcową wytrzymałość, jednak tylko przy dodatku 30% i wydaje się, że jest to głównie wpływ samego cementu. CSG przyspiesza hydratację PPW oraz wytrzymałość wczesną i po 28 dniach.

EN

In the study the hydration of pretreated calcareous fly ash [PCFA] without and with addition of ground granulated blastfurnace slag [GGBS], Portland cement 32.5R [PC] and calcium sulphoaluminate cement [CSA] was examined. The obtained experimental results are showing that PCFA without addition has the low rate of hydration as well as low strength even after 28 days of hardening. The GGBS is accelerating the hydration rate of PCFA and strength after 28 days. PC the early as well the strength after 28 days is increasing, however, only if the addition is high, equal to 30%. It seems that it is principally the effect of cement itself. CSA is accelerating the PCFA hydration and the early strength as well as after 28 days.

7

Innowacyjny sposób wykorzystania niespalonych cząstek węgla zawartych w popiołach lotnych z węgla brunatnego

Rajczyk K., Gąsior D.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2017

|

R. 10, nr 29

36--47

PL

Znacznym ograniczeniem w zastosowaniu do produkcji materiaów budowlanych popiołów wapiennych, powstających w procesie spalania węgla brunatnego, jest powstanie odpadu, w którym odnotowano obecność cząstek niespalonego węgla. Poddając ten rodzaj odpadu odpowiednim zabiegom polepszającym ich właściwości, możliwe jest zastosowanie tych odpadów do produkcji różnego typu materiałów dla budownictwa. W artykule skupiono się nad poprawą właściwości popiołu lotnego jako dodatku do cementu. Przedstawiono również wyniki wstępnych badań nad możliwością wykorzystania wydzielonego węgla zawartego w popiołach lotnych, które powstają w procesie spalania węgla brunatnego. W toku przeprowadzonych badań dokonano charakterystyki popiołu wapiennego pochodzącego z jednej z krajowych elektrowni opartej na spalaniu węgla brunatnego, posługując się metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) oraz elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Wydzielenie niespalonych cząstek węgla z popiołów lotnych wapiennych stanowiło próbę poprawy niektórych właściwości tego rodzaju popiołów, aby umożliwić ich wykorzystanie jako dodatku do cementu. Niespalony węgiel został wydzielony jako frakcja powyżej 315 µm i poddany badaniom adsorpcyjnym określającym skuteczność jego adsorpcji względem jonów amonowych oraz związków rtęci. Stężenie rtęci w badanych próbach oznaczono metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej przy długości fali 254 nm, natomiast zawartość jonów amonowych analizowano z wykorzystaniem metody chromatografii jonowej. Wstępne wyniki badań adsorpcyjnych wydzielonej z popiołów wysokowapiennych frakcji węglowej pozwalają przypuszczać, że znajdzie ona zastosowanie w ochronie środowiska.

EN

The significant limitation in the use of this waste type in the building materials industry is the presence of unburned carbon particles. Appropriate treatments to improve their properties, allow using them in the manufacture of various types of construction materials. The paper focuses on improvement of calcareous fly ash properties in order to use them as the cement additives as well as presents the results of preliminary research about the possibility of using coal included in fly ash produced during lignite combustion. The characteristic of calcareous ash from one of the national lignite-fired power plants was carried out by X-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy (SEM) method. Separation of unburned carbon particles from calcareous fly ash was a properties improvement attempt of this ash type to enable their use as the cement additives. The unburned carbon was separated as a fraction above 315 µm and subjected to adsorption tests for its adsorption efficiency towards ammonium ions and mercury compounds. The mercury concentration in the test samples was determined by atomic absorption spectrometry at 254 nm, while the ammonium content was analyzed by ion chromatography method. The preliminary results of the adsorption experiments of carbon fraction isolated from the high-calcareous fly ash allow to suppose that this fraction is useful for environment protection.

8

Variability qualitative phase composition of the different grain classes of the calcareous fly ashes

Strzałkowska E.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 1

225--237

EN

The results of studies of the phases composition of the different grain classes of calcareous fly ash were presented in this article. It was necessary to use three analytical methods: thermal, X-ray and microscopic to identify properly additional mineral phases in different grain classes of fly ash. These mineral phases were not determined during analysis of the sample which was not devided into grain classes. The minerals: quartz, anhydrite, calcite, bassanite, hannebahite hematite, magnetite, gehlenite, anorthite and CaO were identified. The thickest grain class of the tested ash characterized by a higher content of unburned fragments of coal. The presence of coal grains has negative influence at any further applications of the ash.

PL

Powstawanie popiołów lotnych jest nieuniknioną konsekwencją produkcji energii elektrycznej. W przeszłości jedyną formą ich utylizacji było deponowanie na składowiskach. Od szeregu lat podejmuje się próby wielokierunkowego zagospodarowania tych ubocznych produktów spalania węgla, dostosowanego do ich właściwości. Na szczególną uwagę zasługują popioły lotne wapienne powstałe w wyniku spalania węgla brunatnego. Pomimo niepodważalnych zalet tego surowca, a także bogatej literatury poświęconej jego właściwościom fizykochemicznym, problem wykorzystania tych popiołów wciąż zostaje otwarty. Przydatność popiołów lotnych wapiennych do celów utylizacyjnych zależy m.in. od ich składu fazowego. W ramach pracy przedstawiono rezultaty badań jakościowego składu fazowego różnych klas ziarnowych popiołu wapiennego. Jednoczesne wykorzystanie badań termicznych, rentgenograficznych i mikroskopowych do identyfikacji różnych klas ziarnowych popiołu pozwoliło na ujawnienie dodatkowych minerałów obecnych w próbce, nie ujawnionych podczas analizy próbki surowej. Przeprowadzone badania wykazały, że każda z metod rozpatrywana osobno daje pewien obraz jakościowego składu fazowego badanej próbki popiołu, jednak nie daje jego pełnej charakterystyki. Analiza otrzymanych wyników badań pozwoliła na stwierdzenie obecności w popiele następujących minerałów: kwarcu SiO2, anhydrytu CaSO4, kalcytu CaCO3, bassanitu CaSO4 • ½ H2O, hannebahitu CaSO3 • ½ H2O, hematytu α- Fe2O3, magnetytu Fe3O4, gehlenitu Ca2Al [(Si, Al)2O7], anortytu Ca [Al2 Si2O8 ] i tlenku wapnia CaO. Umożliwiło to pełniejszą charakterystykę jakościowego składu fazowego badanego popiołu, a tym samym pozwoli na znalezienie bardziej ekonomicznego sposobu jego utylizacji. Klasa najgrubsza badanego popiołu charakteryzowała się podwyższoną zawartością okruchów niespalonego węgla. Ich udział jest niekorzystny przy jakichkolwiek dalszych zastosowaniach tego popiołu.

9

Wpływ odpadowych pyłów mineralnych na odporność chemiczną kompozytów polimerowo-cementowych

Jaworska B., Łukowski P., Jaworski J

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 6

214--217

PL

W artykule przedstawiono badania, które miały na celu określenie wpływu odpadowych pyłów mineralnych na odporność chemiczną kompozytów polimerowo-cementowych. Badanie przeprowadzono na próbkach kompozytów polimerowo-cementowych, w których część cementu zastępowano popiołem lotnym krzemionkowym, popiołem lotnym wapiennym oraz odpadowym pyłem perlitowym. Odporność chemiczną kompozytów modyfikowanych odpadami mineralnymi wyznaczono na podstawie wyników badań nasiąkliwości wodą próbek poddanych działaniu kwasu siarkowego (H2SO4) oraz zasady sodowej (NaOH).

EN

The paper presents the results of research of the impact of waste mineral powders on the chemical resistance of polymer-cement composites. The study was conducted using specimens of polymer-cement composites modified with siliceous and calcareous fly ash and waste perlite powder. Chemical resistance of modified composites was determined by the water absorption of specimens after exposure in sulfuric acid (H2SO4) and sodium hydroxide (NaOH) solutions.

10

Wpływ temperatury na właściwości betonów samozagęszczalnych z wapiennymi popiołami lotnymi

Gołaszewski J., Ponikiewski T., Cygan G.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 6

81--82

PL

W pracy wykazano, że popioły wapienne traktowane jako dodatek mineralny mogą być z powodzeniem stosowane w mieszankach betonów samozagęszczalnych. Stosowanie dużych ilości popiołów (powyżej 20-30%) może pogorszyć urabialność, zwłaszcza w wyższych temperaturach. Dzięki stosowaniu popiołu mielonego można niekorzystny wpływ ograniczyć.

EN

In the paper was demonstrated that Calcareous Fly Ash (CFA) can be successfully used in self-compacting concrete (SCC). CFA presence more than 20-30% may worse flowability and hasten flowability loss of SCC and worse its robustness in varying temperatures.

11

Wpływ zawartości wapiennego popiołu lotnego na przebieg karbonatyzacji betonu

Woliński P., Adamczewski G., Woyciechowski P.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 12

24--25

PL

Idea zrównoważonego rozwoju w technologii betonu realizowana jest m.in. przez zmniejszanie w nim zawartości cementu i zastępowanie go dodatkami mineralnymi, np. popiołem lotnym. Szczególne wyzwanie stanowi ocena możliwości wykorzystywania popiołów, których charakterystyki przekraczają wymagania normowe wg PN EN 450-1 Popiół lotny do betonu. W tej grupie są popioły o dużej zawartości CaO (wapienne). W wielu ośrodkach naukowych w Polsce prowadzone są badania nad przydatnością tego typu popiołów do betonu, a ich publikowane wyniki są optymistyczne. Jednym z dyskusyjnych aspektów jest wpływ popiołów wapiennych na przebieg karbonatyzacji betonu, stanowiącej jedno z głównych zagrożeń trwałości konstrukcji żelbetowej. W artykule przedstawiono wyniki przyspieszonych badań przebiegu karbonatyzacji, prowadzonych w warunkach normowego wysokiego stężenia dwutlenku węgla (4%). Badania objęły betony o różnej zawartości popiołu wapiennego (20 ÷ 50% masy cementu), przy stałej wartości w/c = 0,45. Przebieg karbonatyzacji monitorowano do 90 dni ekspozycji w komorze normowej.

EN

The idea of sustainable development in concrete technology is implemented, among others, by reducing the cement content in concrete due to replacing it by the mineral additives, for example fly ash. A particular challenge is the assessment of the possibilities of using fly ash, the characteristics of which exceed the standard requirements according to PN-EN 450-1 Fly ash for concrete. In this group are also ashes with high CaO content (calcareous). In many research centers in Poland researches on the usefulness of this type of fly ash in concrete were done. Its reported results are optimistic. One of the aspects which are still under discussion is their impact on the carbonation of concrete, which is one of the main threats to the durability of the reinforced concrete structure. The article presents the results of accelerated carbonation investigation conducted under high concentrations of carbon dioxide (4%). The study included concretes of different calcareous ash content (20 to 50% by weight of cement), at a constant value w/c = 0,45. Carbonation was tested up to 90 days of exposure in the standardized chamber.

12

Problematyka wykorzystania popiołów wapiennych w technologii betonu

Szarek Ł. M.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2015

|

Vol. 17, nr 4

1--20

EN

This article presents an overview of the literature on the subject of using calcareous ash in concrete technology. The author discusses the state of normalization of calcareous fly ashes in Poland and selected countries in the world, morphology, pozzolanic and hydraulic properties of the fly ash, as well as the impact of fly ash on selected properties of concrete – mortars rheology, freeze resistance, heat of hydration, compressive strength and impact on the operation of the aerating admixtures. The analysis of the collected data shows that the lack of standardization prevents the use of calcareous fly ashes as an additive to concrete type II, the negative impact of ash on the properties of concrete can be reduced by activation of ash, the addition of ash reduces the heat of hydration and due to the pozzolanic and hydraulic properties, has positive impact on compressive strength of concrete, the content of unburned carbon adversely affects on performance of aeration additives. For economic reasons it is most profitable to use calcareous fly ash as the main ingredient of cement.

PL

W artykule przedstawiono przegląd literatury w temacie wykorzystania popiołów wapiennych w technologii betonu. Poruszono kwestie stanu unormowania popiołów lotnych w Polsce oraz w wybranych krajach na świecie, morfologii oraz właściwości pucolanowych i hydraulicznych popiołów, a także wpływu dodatku popiołu lotnego wapiennego na wybrane właściwości betonu – reologię zapraw, mrozoodporność, wartość ciepła hydratacji, wytrzymałości betonów, jak również działanie domieszek napowietrzających. Z analizy zebranych materiałów wynika, iż brak normalizacji uniemożliwia wykorzystanie popiołów jako dodatku typu II do betonu, negatywny wpływ popiołu na właściwości mieszanki betonowej można zredukować poprzez aktywizację popiołu, dodatek popiołu obniża ciepło hydratacji mieszanki oraz, ze względu na właściwości pucolanowo-hydrauliczne, pozytywnie wpływa na wytrzymałość, zawartość niespalonego węgla negatywnie wpływa na działanie domieszek napowietrzających. Ze względów ekonomicznych bardziej opłacalne jest stosowanie popiołu lotnego wapiennego jako składnika głównego do produkcji cementu.

13

Waste mineral powders as a components of polymer-cement composites

Jaworska B., Sokołowska J. J., Łukowski P., Jaworski J.

Archives of Civil Engineering

|

2015

|

Vol. 61, nr 4

199--210

EN

The introduction of the sustainable development elements in the construction industry leads to finding new ways of using waste minerals that are difficult in storage and recycling. Coal combustion products have been already introduced into building materials as a part of cement or concrete but they have been thought insufficiently compatible with the polymer-cement binders [7]. The paper presents results of the mechanical properties of polymer-cement composites containing two types of mineral additives: waste perlite powder that is generated during the perlite expanding process, and calcium fly ash which is the byproduct of burning coal in conventional furnaces. Mechanical tests of polymer-cement composites modified with wastes were carried out after 28 and 90 days of curing. As a part of preliminary study specific surface area and particle size distribution of mineral wastes were determined.

PL

Przedmiotem badań było określenie wpływu zawartości odpadowych pyłów mineralnych na wybrane właściwości mechaniczne kompozytów polimerowo-cementowych. Szukanie nowych sposobów na zagospodarowanie odpadów mineralnych stanowi element strategii zrównoważonego rozwoju w budownictwie. Wprowadzenie odpadów przemysłowych do materiałów budowlanych pozwala zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych wydzielających się podczas produkcji cementu czy betonu. Jako przedmiot badań przyjęto polimerowo-cementowe zaprawy, zawierające kopolimer styrenowo-akrylowy, modyfikowane odpadowym pyłem perlitowym (uboczny produkt procesu ekspandacji perlitu), oraz produktem ubocznym spalania węgla brunatnego, popiołem lotnym wapiennym. Zawartość odpadowych pyłów mineralnych zmieniała się w przedziale 5-25% masy cementu. Badano wytrzymałość na zginanie i ściskanie zapraw po 28 i 90 dniach dojrzewania próbek w warunkach mieszanych, wodno-powietrznych. Zastosowano taki sposób przechowywania próbek, aby zapewnić odpowiednie warunki dla hydratacji cementu (warunki mokre), przy jednoczesnych odpowiednich warunkach do uformowania ciągłej błony polimerowej (warunki suche). Zbadano również powierzchnię właściwą i uziarnienie wybranych dodatków mineralnych. Wyniki badań granulometrycznych dla popiołu lotnego wapiennego oraz odpadowego pyłu perlitowego porównano z wynikami dla metakaolinitu, jednego z najefektowniejszych dodatków mineralnych do betonu. Analiza granulometryczna wykazała, że największymi rozmiarami ziaren charakteryzował się popiół lotny wapienny, który jako jedyny posiadał ziarna przekraczające 67 μm. Odpadowy pył perlitowy charakteryzowały ziarna o średnim rozmiarze zbliżonym do rozmiaru ziaren metakaolinitu, ale ich powierzchnia właściwa była prawie 5 razy mniejsza. Wszystkie badane dodatki mineralne posiadały ziarna o średnicy z przedziału 4 μm ÷ 45 μm (Rys. 1), przez co spełniają rolę mikrowypełniacza pustych przestrzeni między ziarnami cementu, jednak zwiększona porowatość odpadowego pyłu perlitowego, czy występowanie ziaren popiołu lotnego wapiennego o rozmiarach większych od 45 μm, wpływają na pogorszenie urabialności mieszanek polimerowo-cementowych.

14

Wpływ napowietrzenia na odporność mrozową betonów zawierających popiół lotny wapienny

Giergiczny Z., Synowiec K.

Przegląd Budowlany

|

2014

|

R. 85, nr 5

31--33

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mrozoodporności betonu z dodatkiem popiołu lotnego wapiennego. Oceny dokonano na podstawie wyników badań mrozoodporności wewnętrznej (F150) oraz zewnętrznej (odporności na powierzchniowe złuszczenie w obecności soli odladzających). Betony przygotowano ze spoiwa zawierającego cement portlandzki CEM I 42,5R oraz popiół lotny wapienny w ilości 20 oraz 33% w stosunku do masy cementu. Badaniom poddano beton nienapowietrzany i z zastosowaniem domieszki napowietrzającej. Procedurę badania mrozoodporności przeprowadzono po 28 i 90 dniach dojrzewania betonu. Stwierdzono, że dodatek popiołu lotnego wapiennego niekorzystnie wpływa na odporność mrozową betonu. Zastosowanie domieszki napowietrzającej znacznie poprawiło odporność betonu na działanie mrozu.

EN

The paper presents results of frost-resistance tests of concrete with addition of calcareous fly ash. The assessment was made on the basis of tests results on internal frost resistance(F150) and external frost resistance (resistance to surface scaling in presence of de-icing salt). Concretes were prepared with binders containing ordinary Portland cement CEM I 42,5R and calcareous fly ash at amount of 20 and 33% in relation to the weight of cement. Both non-air entrained concrete and concrete with entraining admixture were tested. Test procedure on frost resistance was carried out after 28 and 90 days of concrete curing. It was found that the addition of calcareous fly ash adversely affects the frost resistance of concrete. The use of air entrainment greatly improved the resistance of concrete to frost exposure.

15

Odporność na korozję siarczanową zapraw na cementach zawierających popiół lotny wapienny

Dąbrowska M., Giergiczny Z.

Przegląd Budowlany

|

2014

|

R. 85, nr 5

11--14

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na agresję siarczanową zapraw wykonanych z cementów z udziałem popiołu lotnego wapiennego. Rezultaty przeprowadzonych badań pozwalają stwierdzić, że stosowanie popiołów lotnych wapiennych jako składnika cementu, zwłaszcza po aktywacji mechanicznej, miało pozytywny wpływ na odporność korozyjną. Odporność na agresję siarczanową zapraw zależała od: temperatury, w której prowadzono badania, składu chemicznego popiołu lotnego wapiennego oraz składu chemicznego i mineralnego klinkieru, użytych do produkcji cementów. Największą odporność wykazały cementy zawierające zmielony (bardziej aktywny) popiół lotny wapienny: w temperaturze 20°C – CEM II/B‑W1+, a w temperaturze 8°C – CEM II/B‑W3+.

EN

This paper presents the results of resistance to sulphate attack of mortars made of calcareous fly ash blended cements. The test results showed that the using of calcareous fly ash as a cement constituent, especially mechanically activated, had positive influence on corrosion resistance. Sulphate resistance of tested mortars depended on: the temperature at which the test was carried out, the chemical composition of calcareous fly ash, and the chemical and mineral composition of clinker used in the cement production. Portland-fly ash cements, containing ground (more active) calcareous fly ash: CEM II/B‑W1+ in temperature of 20°C, and CEM II/B‑W3+ in temperature of 8°C showed the highest resistance against chemical corrosion.

16

Korozja alkaliczna betonów wykonanych z cementów zawierających popiół lotny wapienny

Drożdż W., Giergiczny Z.

Ochrona przed Korozją

|

2014

|

nr 6

216--219

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań korozji alkalicznej betonów wykonanych z cementów zawierających popiół lotny wapienny. Przedmiotem badań objęto cementy zawierające w swoim składzie zróżnicowaną ilość popiołu lotnego wapiennego, również w kompozycji z popiołem lotnym krzemionkowym, granulowanym żużlem wielkopiecowym oraz zmielonym wapieniem. Przebieg procesu korozyjnego oceniano w oparciu o pomiary zmian liniowych betonów zawierających kruszywo reaktywne. Autorzy wykazali, że dodatek popiołu lotnego wapiennego do składu cementu (betonu) ogranicza negatywne skutki korozji alkalicznej betonu.

EN

The results of alkaline corrosion examination of concretes made of cements containing calcareous fly ash were presented in the paper. Cements containing different quantities of calcareous fl y ash, also in composition with siliceous fly ash, ground granulated blastfurnace slag and ground limestone were the objectives of the investigation. The evaluation of course of the corrosion process was based on the expansion measurements of concretes containing reactive aggregate. The authors indicated that calcareous fly ash addition to cement (concrete) composition mitigate the negative effects of alkaline corrosion of concrete.

17

The effect of high-calcium fly ash on selected properties of self-compacting concrete

Ponikiewski T., Gołaszewski J.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. 14, no. 3

455--465

EN

This paper investigates the basic influential trends of varying compositions and properties of high calcium fly ash (HCFA) on selected properties of self-compacting concrete (SCC) and high-performance SCC (HPSCC). HCFA was implemented as either a replacement component within a cement mixture (2 types of fly ashes, also activated by grinding) or as an additive to cement (also in combination with other additives as F-class ash and ground granulated blast furnace). A discussion of the results encompasses the influence of high-calcium fly ashes (C-class) on the effectiveness of admixtures. The research reveals the negative effects of raw calcium fly ash (without grinding) upon its rheological properties and workability, as it is added to a concrete mix. With the activation of fly ash (by grinding), its properties improve and, as a result, yields a positive effect of the additive to concrete mixes. The paper presents test results for the SCC as it is modified by HCFA, SCC mixes with cement modified by HCFA and HPSCC modified by HCFA. The results include an investigation of samples as they belong to classes of slump flow, classes of viscosity and the compressive strength tests. The concrete mix was tested with a varying amount of HCFA (10–20–30%).

18

Use of calcareous fly ash as an active constituent of hydraulic road binders

Baran T., Garbacik A., Synowiec K., Żak A.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2013

|

Vol. 12, no. 1

17-29

EN

In the paper formal conditions of using calcareous fly ash as an active pozzolanic-hydraulic constituent of cements and binders are analyzed. The analysis is documented by test results of hydraulic road binders and masonry cements, containing calcareous fly ash from Be?chatów Power Station. Binders and cements with different calcareous fly ash content were tested. Blended binders containing fly ashes from different combustion technologies, i.e. calcareous fly ash, siliceous fly ash and fly ash from fluidized bed combustion, were also objects of the study. The scope of the research included normative properties of hydraulic road binders and masonry cements. The results prove that calcareous fly ash from Be?chatów Power Station can be an effective constituent of hydraulic road binders and cements, produced according to actual standards and technical approvals.

PL

W artykule przeanalizowano formalne uwarunkowania wykorzystania popiołu lotnego wapiennego jako aktywnego składnika pucolanowo-hydraulicznego cementów i spoiw. Analizę w tym zakresie udokumentowano wynikami badań drogowych spoiw wążących oraz cementów murarskich zawierających popiół lotny wapienny z Elektrowni Bełchatów. Badano spoiwa i cementy z różną zawartością tego popiołu. Przedmiotem badań objęto również spoiwa zawierające mieszaniny popiołów z różnych technologii spalania: popiołu wapiennego, krzemionkowego oraz popiołu lotnego z kotłów fluidalnych. Zakres badań uwzględnia podstawowe właściwości normowe drogowych spoiw hydraulicznych i cementów murarskich.Wyniki badań potwierdziły, że popiół lotny wapienny Bełchatów może stanowić efektywny składnik cementów i spoiw hydraulicznych, produkowanych według obowiazujących norm i aprobat technicznych.

19

The resistance of mortars and concrete with calcareous fly ash on alkaline corrosion

Drożdż W., Giergiczny Z.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2013

|

Vol. 12, no. 2

147-158

EN

Results of the research on alkali-silica reaction in the presence of calcareous fly ash are presented in the paper. Cements containing different calcareous fly ash quantity, including addition of other non-clinker cement constituents, i.e. siliceous fly ash, granulated blast furnace slag and ground limestone, were examined. Measurements of hardening mortars and concrete linear changes, performed according to ASTM standards, were used to evaluate the influence of calcareous fly ash on mitigation of alkali-silica reaction (ASR) . The significance of chosen chemical and physical properties of calcareous fly ash in suppressing AS R expansion was also analyzed. Authors indicated that proper quantities of calcareous fly ash may improve the resistance of mortars and concrete to alkali-silica reaction.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań reakcji alkalia-reaktywna krzemionka z kruszyw w obecności popiołu lotnego wapiennego. Badano cementy zawierające zróżnicowaną ilość popiołu lotnego wapiennego w swoim składzie, w tym z dodatkiem innych nieklinkierowych składników cementu, tj. popiołem lotnym krzemionkowym, granulowanym żużlem wielkopiecowym oraz zmielonym kamieniem wa piennym. Wpływ popiołu lotnego wapiennego na przebieg reakcji alkalia-krzemionka prowadzono poprzez oznaczenie zmian liniowych twardniejących zapraw i betonów według procedur zawartych w normach ASTM. Przeanalizowano także wpływ wybranych właściwości fizykochemicznych popiołu lotnego wapiennego w ograniczaniu ekspansj i wywołanej reakcją alkalia-krzemionka. Autorzy wykazali, że popiół lotny wapienny dodawany w odpowiedniej ilości do składu cementu i/lub betonu może zwiększać odporność zapraw i betonu na korozję alkaliczną.

20

The effect of calcareous fly ash on selected properties of new generation of concrete

Gołaszewski J., Ponikiewski T.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2013

|

Vol. 12, no. 2

209-222

EN

The analysis of the effect of calcareous fly ash on selected properties of self-compacting and high performance self-compacting concretes is the subject of this paper. The investigation included the variable degree of grinding of calcareous fly ash and a different type of cement modified with calcareous fly ash. The results of tests on the SF class of flow and viscosity grade T500 of tested mixtures, as well as tests on concrete compressive strength e (F cm,28, fcm 90), flexural strength (fcf,28, fcf,90), absorption tests and tests on water penetration depth are presented. Concrete mixture was modified using a variable volume fraction of calcareous fly ash as a type I and type I I additive (10, 20 or 30%) . The studies confirmed the possibility of using calcareous fly ash in self-compacting and high performance self-compacting concretes, while maintaining the assumed workability.

PL

Analiza wpływu zawartości popiołu lotnego wapiennego na wybrane właściwości betonów samozagęszczalnych i wysokowartościowych betonów samozagęszczalnych jest przedmiotem niniejszego artykułu. Zakres badań obejmował zmienny stopień domielenia popiołu lotnego wapiennego oraz rodzaj cementu modyfikowanego popiołem lotnym wapiennym. Przedstawiono wyniki badań klasy rozpływu SF oraz klasy lepkości T500 mieszanek betonowych oraz wytrzymałości na ściskani e (F cm,28, fcm 90) wytrzymałośc i n a zginani (fcf,28, fcf,90) nasiąkliwości betonu i głębokości penetracji wody. Popiół lotny wapienny stosowano w zmiennej ilości (10, 20 i 30%) jako dodatek typu I oraz dodatku typu II. Wyniki badań potwierdziły możliwość stosowania popiołu lotnego wapiennego w betonach samozagęszczalnych i wysokowartościowych betonach samozagęszczalnych przy zachowaniu zakładanej urabialności mieszanek.