Czasopismo | MATERIAŁY BUDOWLANE | Rocznik 2024 - zeszyt 8

Możliwości wykorzystania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach cementowych

Possibilities of using bottom ashes from the combustion of sewage sludge in cement concrete

10.15199/33.2024.08.03

nr katalogowy: 150124
10.15199/33.2024.08.03

Streszczenie

The search for alternative materials that can replace the basic components of concrete is one of the most important directions of scientific research in recent years. The article presents the results of research on the use of bottomash generated as a result of thermal treatment of sewage sludge in concrete in one of the Polish incinerators. Changes in the mechanical and thermal properties of cement concretes were described in which the cement was replaced with bottom ash in the following amounts: 0, 10, 20 and 30% of the cement volume. The tests carried out showed the possibility of using bottom ash from the combustion of sewage sludge in structural concrete.

Abstract

Poszukiwanie alternatywnych materiałów mogących zastąpić podstawowe składniki betonu to jeden z najważniejszych kierunków badań naukowych ostatnich lat. W artykule przedstawiono wyniki badań zastosowania w betonie popiołów paleniskowych powstających w wyniku obróbki termicznej osadów ściekowych w jednej z polskich spalarni. Opisano zmiany właściwości mechanicznych i termicznych betonów cementowych, w których cement został zastąpiony popiołem paleniskowym w ilości: 0, 10, 20 i 30% objętości cementu. Przeprowadzone badania wykazały możliwość stosowania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Braguglia CM, Bagnuolo G, Gianico A, Mininni G, Pastore C, Mascolo G. Preliminary results of lab-scale investigations of products of incomplete combustion during incineration of primary and mixed digested sludge. Environ Sci Pollut Res. 2016); DOI 10.1007/s11356-015-5653-6.
[2] Donatello S, Freeman-Pask A, Tyrer M, Cheeseman CR. Effect of milling and acid washing on the pozzolanic activity of incinerator sewage sludge ash. Cement and Concrete Composites. 2010; DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2009.09.002.
[3] Lynn JC, Dhirv R, Ghataora G, West PR. Sewage sludge ash characteristics and potential for use in concrete. Constr. Build. Mater. 2015; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2015.08.122.
[4] Hwang CLet all. Properties of alkali-activated controlled low-strengthmaterial produced with waste water treatment sludge, fly ash, and slag. Constr. Build. Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2017.01.014.
[5] Yusuf RO, Noor ZZ, DinMDFMD,AbbaAH. Use of sewage sludge ash (SSA) in the production of cement and concrete – areview. Int. J. Glob. Environ. 2012; 12: 214 – 228.
[6] Kikuchi R. Recycling of municipal solid waste for cement production: Pilot-scale test for transforming incineration ash of solid waste into cement clinker. Resour Conserv Recycl. 2001; https://doi.org/10.1016/S0921- 3449(00)00077-X.
[7] NadalM, SchuhmacherM, Domingo JL. Cost – benefit analysis of using sewage sludge as alternative fuel in a cement plant: a case study. Environ Sci Pollut Res. 2009; DOI 10.1007/s11356-008-0063-7.
[8] Ghiocel AN, Panaitescu VN. Using sewage sludge as an alternative fuel for the cement production process. IOPConf. Ser.Mater. Sci. Eng. 2018; DOI 10.1088/1757-899X/400/2/022029.
[9] Chiou IJ,Wang KS, Chen CH-H,YLinY-T. Lightweight aggregatemade from sewage sludge and incineratedash.Waste Manage. 2006; 26: 1453.
[10] Haustein E, Kuryłowicz-CudowskaA, ŁuczkiewiczA, Fudala-Ksiazek S, Cieślik BM. Influence of Cement Replacement with Sewage Sludge Ash (SSA) on the Heat of Hydration of Cement Mortar. Materials. 2022; https://doi.org/10.3390/ma15041547.
[11] Chen Z, Poon CS. Comparative studies on the effects of sewage sludge ash and fly ash on cement hydration and properties of cement mortars. Constr Build Mater. 2017; https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2017.08.003.
[12] Szulej J, Ogrodnik P, Powęzka A, Sumorek A. Wpływ popiołów ze spalania komunalnych osadów ściekowych na cechy wytrzymałościowe betonu zawierającego recyklingowe kruszywo ceramiczne. Materiały Budowlane. 2023; 12: 42 – 46.
[13] Jamshidi A, Jamshidi M, Mehrdadi N, Shasavandi A, Pacheco-Torgal F. Mechanical Performance of Concrete with Partial Replacement of Sand by Sewage Sludge Ash from Incineration. Mater. Sci. Forum. 2012; 730 – 732, 462 – 46.
[14] Kosior-Kazberuk M. Application of SSA as Partial Replacementof Aggregate in Concrete. Polish J. of Environ. Stud. 2011; 20, 2: 365 – 370.
[15] Giergiczny Z, Król A. Immobilization of heavy metals (Pb, Cu, Cr, Zn, Cd, Mn) in the mineral additions containing concrete composites. Journal of Hazardous Materials. 2008; https://doi.org/10.1016/j.jhazmat. 2008.03.007.
[16] Kiper J, Głowacka A, Rucińska T. Analysis of the Variability of the Composition of Sewage Sludge Before and After Drying Treatment – SEM Studies. Journal of Ecological Engineering. 2019; DOI:10.12911/22998993/109864.
[17] Zdeb T, Tracz T, Adamczyk M. Physical, mechanical properties and durability of cement mortars containing fly ash from the sewage sludge incineration process. Journal of Cleaner Production. 2022; https://doi.org/10.1016/j.jclepro. 2022.131055.
[18] PN-EN 206+A2:2021-08 Beton. Wymagania, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność.
[19] PN-EN-12350-2:2019-07 Badania mieszanki betonowej – Cześć 2: Badanie konsystencji metodą opadu stożka.
[20] PN-EN 12390-3:2019-07 Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[21] PN-EN 450-1:2012. Popiół lotny do betonu – Część 1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.

Zeszyt


MATERIAŁY BUDOWLANE- e-zeszyt (pdf) 2024-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	28.00 zł

Prenumerata

MATERIAŁY BUDOWLANE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

300.00 zł

MATERIAŁY BUDOWLANE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
MATERIAŁY BUDOWLANE - papierowa prenumerata roczna	300.00 zł brutto 277.78 zł netto 22.22 zł VAT (stawka VAT 8%)
MATERIAŁY BUDOWLANE - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

342.00 zł

MATERIAŁY BUDOWLANE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
MATERIAŁY BUDOWLANE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	456.00 zł brutto 422.22 zł netto 33.78 zł VAT (stawka VAT 8%)

456.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-8

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma