The Potential Use of Calcite Wastes in The Production of Clay Masonry Units.

• Autorzy: Kłosek-Wawrzyn, E. , Małolepszy, J.

Warianty tytułu

PL

Analiza możliwości zastosowania odpadów węglanowych w produkcji ceramicznych elementów murowych.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The use of carbonate wastes in ceramic masonry units production might be an environmental friendly way to utilize them. While the presence of coarse-grained calcite in the clay raw material can lead to destruction of the fired product, the controlled amount of fine-grained calcite addition can lead to enhancement of ceramic material properties. Such a fine-grained calcite is present in wastes from limestone aggregates washing and also from Maerz furnace bag filters. This paper presents laboratory research on the usefulness of carbonate wastes in production of ceramic masonry units. As additives to kaolinite-illite clay, the waste from washing limestone aggregates and the waste from Maerz furnace bag filters were used. As a comparison, ceramic material with the addition of pure calcite to clay also was made. Selected properties of ceramics materials such as water absorption, porosity, density, frost resistance, and compressive strength were determined. The addition of wastes and calcite to raw material mixtures was at a level of 5%, 10% or 15% by weight. The firing temperature were 950 °C and 1050 °C. Studies confirmed the possibility of use of the calcite wastes as an additive in production of ceramic masonry units protected and unprotected from external factors (according to PN-EN 771-1).

PL

Zastosowanie odpadów węglanowych w produkcji ceramicznych elementów murowych może przynieść korzyści ekologiczne. Podczas gdy obecność gruboziarnistego węglanu wapnia w surowcach ilastych jest szkodliwa, to kontrolowana ilość drobnoziarnistego węglanu wapnia, dodana do iłu ceramicznego, może poprawiać właściwości tworzyw. Taki drobnoziarnisty węglan wapnia jest obecny w odpadach z płukania kruszyw wapniennych oraz w pyłach z filtrów workowych zamieszczonych przy piecu Maerza. Niniejsza praca przedstawia badania laboratoryjne użyteczności odpadów węglanowych w produkcji ceramicznych elementów murowych. Jako dodatki do gliny kaolinitowo-illitowej zastosowano odpad z płukania kruszyw wapniennych i pył z filtrów workowych zamieszczonych przy piecu Maerza. Otrzymane wyniki porównano z wynikami otrzymanymi w przypadku tworzyw wykonanych z mas na bazie iłu z dodatkiem czystego węglanu wapnia. W pracy przedstawiono wybrane właściwości uzyskanych tworzyw, tj. absorpcję wody, porowatość, gęstość i wytrzymałość na ściskanie. Dodatki węglanowe do mieszanin surowcowych wprowadzano na poziomie 5%, 10% lub 15% masowych. Zastosowano temperatury wypalania równe 950 °C i 1050 °C. Badania potwierdziły możliwość zastosowania uzyskanych tworzyw jako elementów murowych do zastosowania w murach zabezpieczonych oraz niezabezpieczonych (wg PN-EN 771-1).

Słowa kluczowe

PL

odpady wapienne; kalcyt; materiały budowlane ceramiczne; mrozoodporność

EN

calcareous waste; calcite; building ceramics; frost resistance

• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 68, nr 3
• Strony: 230--235
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kłosek-Wawrzyn, E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

autor

Małolepszy, J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Skripnikowa, N. et al.: Carbonate Waste and Wall Ceramic Produced Therefrom, Vestnik TGASU, 3, (2013), 214-218 (in Russian).
• [2] Ekonomakou, A., Geralis, A., Stournaras, C. J.: The utilization of water industry wastes in ceramic products, Key Eng. Mater., 206-213, (2002), 843-846.
• [3] Turgut, P.: Limestone dust and glass powder wastes as new brick, Mater. Struct., 41, (2008), 805-813.
• [4] Raupp-Pereira F., Hotza, D., Segadães, A. M., Labrincha, J. A.: Ceramic formulations prepared with industrial wastes, Ceram. Int., 32, (2006), 173-179.
• [5] Algin, H. M., Turgut, P.: Cotton and limestone powder wastes as brick material, Constr. Build. Mater., 22, (2008), 1074-1080.
• [6] Raupp-Pereira F., Ribeiro, J. M., Segadães, A. M., Labrincha, J. A.: Extrusion and property characterisation of waste-based ceramic formulations, J. Eur. Ceram. Soc., 27, (2007), 2333-2340.
• [7] Bilgin N., Aygül Yeprem H., Arslan, S., Marşoglu, M.: Use of waste marble powder in brick industry, Constr. Build. Mater., 29, (2012), 449-457.
• [8] Dhanapandian, S., Balasubramani, G., Thirunavukkarasu, R.: Utilization of granite and marble sawing powder wastes as brick materials, Carp. J. Earth Environ. Sci., 2, (2009), 147-160.
• [9] Eliche-Quesada D., Martínez-García, C., Martínez-Cartas, M. L., Cotes-Palomino, M. T., Pérez-Villarejo, L., Cruz-Pérez, N., Corpas-Iglesias, F. A.: The use of different forms of waste in the manufacture of ceramic bricks, App. Clay Sci., 52, (2011), 270-276.
• [10] Pappu, A., Saxena, M., Asolekar, S. R.: Solid wastes generation in India and their recycling potential in building materials, Build. Environ., 42, (2007), 2311-2320.
• [11] Martirena, J. F., Da, R. L., Betancourt, D.: Improvement of engineering properties of fired clay bricks through the addition of calcite, in conference materials: 7th IMC, London, (2006).
• [12] Diaz Y., Betancourt D., Martirena J. F.: Influence of grinding fineness of calcium carbonate on physic-chemical properties and durability on red ceramic bricks, Revista ingeniería de construcción, (2011), 269-283.
• [13] Xavier, G. C., Alexandre, J., Saboja Jr, F.: The use of powder marble by-product to enhance the properties of brick ceramic, Constr. Build. Mater., 21, (2007), 1950-1960.
• [14] Sokólar R., Vodová, L., Grygorová, S., Śtubňa, I., Śin, P.: Mechanical properties of ceramic based on calcite waste, Ceram. Int., 8, (2012), 6607-6612.
• [15] European Commission: LIFE NanoCeramiCO2 - Climate Change Prevention by the inclusion of nanoparticles in clays for the reduction of Ceramic Industry CO2 emissions, (LIFE13 ENV/ES/00037), (2015).
• [16] Kłosek-Wawrzyn, E.: The effect of calcium carbonate on the sintering proces of ceramic masses and the properties of ceramic building materials, PhD Thesis, Supervisor: Małolepszy, J., Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Kraków (2016), (in Polish).
• [17] Duggal, S. K.: Building Materials, Third Edition,New Age International, New Delhi, (2008).
• [18] Mineral Data Base WebMineral: http://webmineral.com
• [19] PN-EN 771-1+A1:2015-10: Specification for masonry units - Part 1: Clay masonry units.
• [20] PN-EN 772-1+A1:2015-10: Methods of test for masonry units - Part 1: Determination of compressive strength.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.