Lekkie kruszywo ultrakompozytowe - idea ekologicznego i użytecznego wykorzystania odpadów mineralnych i sztucznych jako składnika betonu

• Autorzy: Górak, Piotr , Postawa, Przemysław

Warianty tytułu

EN

Ultracomposite lightweight aggregates - ecological and useful management mineral and plastic waste as a component of concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac projektowych i badawczych, których celem było wytworzenie lekkiego kruszywa ultrakompozytowego (UCLA - ultracomposite lightweight aggregate) w rezultacie połączenia odpadów pochodzących z różnych strumieni. W wyniku procesu odpowiednio przeprowadzonej obróbki termicznej w specjalnie zaprojektowanych warunkach, wytworzono kompozyt w postaci granulek odpowiadających frakcji kruszywowej 2-8 mm. Uzyskano różne rodzaje kruszyw lekkich wykonanych przy użyciu różnych drobnoziarnistych wypełniaczy mineralnych, których podstawowe właściwości zostały zbadane i zaprezentowane. Dodatkowo zostały wykonane wstępne badania aplikacyjne tych kruszyw w funkcji składnika kompozytu betonowego. Badania przeprowadzono na zmodyfikowanych zaprawach normowych powszechnie wykonanych według zaleceń normy PN-EN 196-1, gdzie 25% objętości piasku normowego zostało zastąpione sztucznym kruszywem ultrakompozytowym.

EN

In this article authors presented research and project results which target was production of lightweight aggregates as a result of connect waste from different sources. During works about process and technology production new ecological aggregate was used physical properties of polymers and their high viscosity in phase of melting. As a result of thermal treatment in special production conditions was created composite in the granules shape. Obtained coarse aggregates 2/8 mm based on different waste mineral filler. All aggregates was tested in basic properties scope and presented. Additionally preliminary application tests those aggregates was made like function of concrete’s ingredient. The research were carried out on modified standard mortars commonly made according to the recommendations of the PN-EN 196-1 standard, where 25% of the volume of standard sand was replaced with artificial ultra-composite aggregate.

Słowa kluczowe

PL

PET; lekkie kruszywo; uboczne produkty spalania; kompozyt; odpady; gospodarka obiegu zamkniętego

EN

PET; artificial lightweight aggregates; composite; wastes; mortar; concrete

• Czasopismo: Drogownictwo
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 2-3
• Strony: 52--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Górak, Piotr

• Politechnika Częstochowska,

autor

Postawa, Przemysław

• Politechnika Częstochowska,

Bibliografia

• [1] https://plasticseurope.org/pl/wp-content/uploads/sites/7/2021/12/AF-Plastics-the-facts-2021_250122.pdf
• [2] Bimestre, B.H., Saron, C., 2012. Chain extension of poly (ethylene terephthalate) by reactive extrusion with secondary stabilizer. Mat. Res. 15 (3), 467e472.
• [3] Lopez, M. del M.C., Pernas, A.I.A., Lopez, M.J.A., Latorre, A.L., Vilari~no, J.M.L., Rodrígueza, V.G., 2014. Assessing changes on poly(ethylene terephthalate) properties after recycling: mechanical recycling in laboratory versus postconsumer recycled material. Mater. Chem. Phys. 147 (3), 884e894
• [4] De Brito J., Evangelista L., Silvestre JD. Chapter 11 – Equivalent functional unit in recycled aggregate concrete. Pages 293–327. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102480-5.00011-7.
• [5] Al-Tulaian BS., Al-Shannag MJ., Al-Hozaimy AR., 2016. Recycled plastic waste fibers for reinforcing Portland cement mortar. Construction and Building Materials 127, 102–10. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.131.
• [6] Kim JHJ., Park CG., Lee SW., Won JP. 2008. Effects of the geometry of recycled PET fiber reinforcement on shrinkage cracking of cement-based composites. Composites: Part B 39, 442–50. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2007.05.001
• [7] B.S. Al-Tulaian, M.J. Al-Shannag, A.R. Al-Hozaimy, Recycled plastic waste fibers for reinforcing Portland cement mortar, Construction and Building Materials 127 (2016) 102–110.
• [8] Silva DA., Betioli AM., Gleize PJP., Roman HR., Gomez LA., Ribeiro, JLD. 2005. Degradation of recycled PET fibers in Portland cement-based materials. Cement and Concrete Research 35, 1741–1746.
• [9] J.-H. J. Kim, C.-G. Park, S.-W. Lee, S.-W. Lee, JP. Won, Effects of the geometry of recycled PET fiber reinforcement on shrinkage cracking of cement-based composites, Composites: Part B 39 (2008) 442–450.
• [10] Wiliński D., Łukowski P., Rokicki G. 2016. Application of fibres from recycled PET bottles for concrete reinforcement. J. Build. Chem. 1, 1–9,
• [11] Pereira de Oliveira LA., Castro-Gomes JP. 2011. Physical and mechanical behaviour of recycled PET fibre reinforced mortar. Construction and Building Materials 25, 1712–17. https://doi.org/ 10.1016/j.conbuildmat.2010.11.044.
• [12] Han, C.-G., Hwang, Y.-S., Yang, S.-H., Gowripalan, N., 2005. Performance of spalling resistance of high performance concrete with polypropylene fiber contents and lateral confinement. Cement and Concrete Research. 35, 1747–1753.
• [13] Karahan, O., Atis_, C.D., 2011. The durability properties of polypropylene fiber reinforced fly ash concrete. Mater. Des. 32, 1044–1049.
• [14] Rebeiz K.S., Fowler D.W., Paul D.R.: Formulating and evaluating unsaturated polyester composite made with recycled PET. Journal of Material Education 13 (1991), 441–454.
• [15] Rebeiz K.S.: Time-temperature properties of polymer concrete using recycled PET. Cement and Concrete Composites 17 (1995), 119–124.
• [16] Pelisser, F., Montedo, O.R.K., Gleize, P.J.P., Roman, H.R., 2012. Mechanical properties of recycled PET fibers in concrete. Mater. Res. 15, 679–686.
• [17] Foti D.: Preliminary analysis of concrete reinforced with waste bottlers PET fibers. Construction and Building Materials 2011, vol. 25, s. 1906–1915. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.11.066
• [18] https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/roczniki-statystyczne/roczniki-statystyczne/rocznik-statystyczny-przemyslu-2021,5,15.html
• [19] Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2014 (M. P. nr 101, poz. 1183).
• [20] PNPN-EN 450-1:2012. Popiół lotny do betonu – Część 1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności
• [21] PN-EN 197-1:2012. Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku
• [22] Yadong Li, et al., “Composite material from fly ash and post-consumer PET”, Resources, Conservation and Recycling 24 (1998) 87–93
• [23] Sushovan Dutta et al., “An Overview on the Use of Waste Plastic Bottles and Fly Ash in Civil EngineeringApplications”, Procedia Environmental Sciences 35 (2016) 681 – 691
• [24] PN-EN 206+A1:2016-12 .Beton – Wymag ania, właściwości, produkcja i zgodność
• [25] PN-EN 12620+A1:2010. Kruszywa do betonu
• [26] PN-EN 13055:2016-07. Kruszywa lekkie. Część 1: Kruszywa lekkie do betonu, zaprawy i rzadkiej zaprawy
• [27] PN-EN 1097-6:2013-11. Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw. Część 6: Oznaczanie gęstości ziarn i nasiąkliwości
• [28] PN-EN 933-3:2012. Badania geometrycznych właściwości kruszyw. Część 3: Oznaczanie kształtu ziarn za pomocą wskaźnika płaskości
• [29] P. Górak, Postawa P. 2022. Lekkie kruszywo ultra kompozytowe – ekologiczne i użyteczne wykorzystanie odpadów mineralnych i sztucznych. Materiały Budowlane 598 (6): 56-59. DOI: 10.15199/33.2022.06.08
• [30] PN-EN 196-1. Metody badania cementu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości
• [31] Neville A.M – Właściwości betonu.(Properties of concrete).Wydawnictwo Polski Cement. Kraków 2012 (5th edition)
• [32] Domagała L., Lekkie betony konstrukcyjne–projektowanie, wykonywanie, właściwości, Przegląd budowlany 87,2016
• [33] PN-EN 1015-3. Metody badań zapraw do murów – Określenie konsystencji świeżej zaprawy (za pomocą stolika rozpływu).
• [34] PN-EN 1015-11. Metody badań zapraw do murów – Część 11: Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zaprawy.