Zastosowanie mieszaniny popiołu i żużla powstającej podczas spalania węgla kamiennego w produkcji cementu

• Autorzy: Tkaczewska, E.

Warianty tytułu

EN

Application of ash-and-slag mixture formed during bituminous coal combustion in cement production

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przeanalizowano możliwości wykorzystania w produkcji cementu mieszanki popiołowo-żużlowej ze spalania węgla kamiennego w elektrowni. Przetestowano następujące próbki: oryginalną mieszaninę popiołu i żużla (AS) i jej dwie frakcje o wielkości ziarna 0-15 μm (AS_0-15) i 15-30 μm (AS_15-30). Określono właściwości fizyczne i chemiczne oraz właściwości pucolanowe odpadów popiołowo-żużlowych. Doświadczenia doprowadziły do następujących wniosków: mieszaniny popiołu i żużla zmniejszają szybkość wydzielania ciepła podczas hydratacji i wydłużają początkowy czas wiązania past cementowych. Mieszany cement z frakcjonowanymi próbkami popiołu i żużla wytworzył zaprawę o lepszych właściwościach mechanicznych (wyższa wytrzymałość na ściskanie) niż z oryginalnym popiołem i żużlem. Włączenie 20% wagowych próbki AS_0-15 daje mieszany cement o klasie wytrzymałości 42,5R zgodnie z PN-EN 197-1. Zastosowanie mieszaniny popiołu i żużla w produkcji cementu wymaga dalszych badań.

EN

The possibilities of use of an ash-and-slag mixture from bituminous coal combustion in electric power plant in cement production is analysed in the paper. The following samples were tested: the original ash-and-slag mixture (AS) and its two grain-size fractions of 0-15 µm (AS_0-15) and 15-30 µm (AS_15-30). The physical and chemical properties and pozzolanic properties of ash-and-slag wastes were determined. The experiments resulted with the following conclusions: the ash-and-slag mixtures reduce the rate of heat evolution during hydration and increase initial setting time of cement pastes. The blended cement with fractioned ash-and-slag samples produced mortar with better mechanical properties (higher compressive strength) than that with original ash-and-slag. The incorporation of 20 wt% of AS_0-15 sample gives blended cement of strength class 42.5R according to PN-EN 197-1. The application of ash-and-slag mixture in cement production required further investigations.

Słowa kluczowe

PL

mieszanina popiołów lotnych; produkcja cementu; standardowa konsystencja; czas wstępnego wiązania; wytrzymałość na ściskanie

EN

fly ash-and-slag mixture; cement production; standard consistency; initial setting time; compressive strength

• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 70, nr 3
• Strony: 257--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tkaczewska, E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Materiałów Budowlanych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Massazza, F.: Pozzolana and Pozzolanic Cements, Lea’s Chemistry of Cement and Concrete, Arnold, London, (1998), 471-634.
• [2] Tkaczewska, E.: Influence of Physical and Chemical Properties of Siliceous Fly Ashes on Cement Hydration Process, PhD thesis, AGH University of Science and Technology, Krakow, (2007).
• [3] Lee, S. H., Sakai, E., Diamon, M., Bang, W. K.: Characterization of Fly Ash Directly Collected from Electrostatic Precipitator, Cem. Con. Res., 29, (1999), 1791-1797.
• [4] Małolepszy, J., Tkaczewska, E.: Effect of Fly Ash Fineness on Fly Ash Cement Hydration and Properties, Cement Wapno Beton, 6, (2007), 296-302.
• [5] Hubbard, F. H., Dhir, R. K., Ellis, M. S.: Pulverized-fuel Ash for Concrete: Compositional Characterisation of United Kingdom PFA, Cem. Conr. Res., 15, (1985), 185-198.
• [6] Małolepszy, J., Tkaczewska, E.: Ceramics. Polish Ceramic Bulletin, 91, (2005), 1143-1150.
• [7] Bumrongjaroen, W., Swatekititham, S., Livingston, R. A., Schweitzer, J.: Synthetic Glass Models for Investigating Fly Ash Reactivity, in 9th CANMET/ACI International Conference on Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, Malhotra V.M.( Ed.), American Concrete Institute, (2007), SP-242, 227-242.
• [8] Tkaczewska, E., Sitarz, M.: Effect of Chemical Composition and Structure of Glass in Siliceous Fly Ashes on Their Pozzolanic Activity, in 6th Conference on Material Problems in Civil Engineering MATBUD’2011, Cracow University of Technology, (2011), 411-418.
• [9] Tkaczewska, E., Sitarz, M.: The Effect of Glass Structure on the Pozzolanic Activity of Siliceous Fly Ashes, Physics and Chemistry of Glasses, Eur. J. Glass Sci. Techn. Part B, 54, (2013), 89-94.
• [10] Tkaczewska, E.: Effect of Size Fraction and Glass Structure of Siliceous Fly Ashes on Fly Ash Cement Hydration, 13th International Congress on the Chemistry of Cement, Palomo, A., Zaragoza, A., Agüí, L.(Eds), Madrid, (2011), Abstract, p. 295, 2011+CD.
• [11] Wei Fajun, Grutzeck, M. W., Roy, D. M.: The Retarding Effects of Fly Ash upon the Hydration of Cement Pastes, Cem. Concr. Res., 15, (1985), 174-184.
• [12] Nocuń-Wczelik, W.: Heat Evolution in Hydrated Cementitious Systems Admixtured with Fly Ash, J. Therm. Anal. Cal., 65, (2001), 613-619.
• [13] Sakai, E., Miyahara, S., Ohsawa, S., Lee, S. H., Daimon, M.: Hydration of Fly Ash Cement, Cem. Concr. Res., 35, (2005), 1135-1144.
• [14] Ogawa, K., Uchikawa, H., Takemoto, K.: The Mechanism of the Hydration in the System C3S-pozzolan, Cem. Concr. Res., 10, (1980), 683-696.
• [15] Takemoto, K., Uchikawa, H.: Hydration of Pozzolanic Cement, in Proc. of 7th International Congress on the Chemistry of Cement, Paris, 1, (1980), 1-29.
• [16] Sakai, E., Miyahara, S., Ohsawa, S., Lee, S. H., Daimon, M.: Hydration of Fly Ash Cement, Cem. Concr. Res., 35, (2005), 1135-1144.
• [17] Slanička, S., Madej, J., Jakubeková, D.: DTA Contribution to Study of Hydration Fly Ash – Portland Cement Pastes, Thermochim. Acta, 93, (1985), 601-604.