Możliwość stosowania frakcjonowanych UPS w produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

Transkrypt

1 Możliwość stosowania frakcjonowanych UPS w produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego Marek Petri Seminarium: Innowacyjne rozwiązania w wykorzystaniu ubocznych produktów spalania (UPS) Realizowane w ramach Przedsięwzięcia Iniech: Analiza uwarunkowań oraz badania możliwości wykorzystania wybranych UPS w budownictwie i inżynierii lądowej nr rejestracyjny OSF Kraków 14 listopada

2 Beton komórkowy schemat produkcji 2

3 Założenia - technologia produkcji: PGS - wybrane UPS: A. Mieszanka popiołowo-żużlowa (PMS) ze składowiska GDF Suez w Połańcu, a ściślej: wydzielone z niej frakcje: <30 m, oraz <1000 m. B. Popiół lotny z bieżącej produkcji typu W, pochodzący z Elektrowni Pątnów, niefrakcjonowany, oraz wydzielona z niego frakcja <30 m. - dodatki technologiczne: wapno palone, cement portlandzki, gips, proszek aluminiowy. - instytucje realizujące zadanie: AGH Kraków, CEBE Warszawa. 3

4 Wybrane UPS - charakterystyka Właściwości Popiół Połaniec PMS frakcja <1000μm Popiół Połaniec PMS frakcja <30μm Popiół Pątnów niefrakcjo nowany Popiół Pątnów frakcja <30μm Strata prażenia 10,60 10,90 1,0 2,40 SiO 2 całk. 48,00 45,40 66,30 26,60 CaO całk. 4,10 4,90 16,30 37,70 CaO w 0,04 0,02 2,60 6,60 MgO 2,22 2,54 3,10 5,34 Bezwodnik SO 3 0,41 0,53 3,30 13,48 Przepad przez sito 0,063 mm 68,60 99,20 79,50 99,60 Wodożądność 53,30 48,10 28,10 62,00 4

5 Badania wstępne skład mineralny SEM W popiele siarczanowo-wapniowym z Elektrowni Pątnów, oraz wydzielonej z niego drobnoziarnistej frakcji <30 m, stwierdzono występowanie aglomeratów będących spiekiem złożonym głównie z anhydrytu, wapna, krzemionki i peryklazu, często będącym przyczyna zmian objętosciowych hydratyzującego zaczynu. 5

6 Badania wstępne miałkość, zmiany objętościowe Stałość objętości zaczynów cementowych wg PN-EN bada się za pomocą pierścieni Le Chateliera. Badania zmienności objętości przeprowadzono na 2 próbach: Popiół Pątnów zmielony do pow. wł. Blaine a 285 m 2 /kg (30%) + CEM I 42,5 (70%) Pęcznienie - + 1,33 mm. Pątnów (<30mm) zmielony do pow. wł. Blaine a 420 m 2 /kg (30%) + CEM I 42,5 (70%) Pęcznienie + 1,00 mm 6

7 Badania wstępne synteza hydrotermalna Mieszanka A. 100g Pątnowa + 10g klinkieru + 13,2 g CaO CaO + MgO/ SiO 2 + Al 2 O 3 = 0,9 K O K G G/K/ C C S S G/K/ O//S O K/ O Mieszanka B. 100g popiołu z Pątnowa + 17,4 g CaO CaO + MgO/ SiO 2 + Al 2 O 3 = 0,9 K K K O G G /G/K C C GK/G/ G O O

8 Próby technologiczne wytwarzania ABK w skali ½ technicznej Próby technologiczne prowadzono w formach o wymiarach 147x72x60 cm przy zakładanej gęstości betonu 600 kg/m 3. Przedmuch 15 min Podniesienie ciśnienia do 1,0 MPa 120 minn Utrzymanie ciśnienia 1,0 MPa 450 min Obniżanie ciśnienia 120 min Całkowity czas procesu autoklawizacji wynosił około 12 godzin. 8

9 Wyniki próby wytwarzania ABK z frakcjonowanych popiołów ze składowiska GDF Suez w ½ technicznej Składniki Jednostka Ilości składników przy zastosowaniu popiołów w spoiwie PMS frakcja <1000 m A 1m 3 w spoiwie PMS frakcja <30 m Popiół lotny PMS kg Mieszanka spoiwowa Popiół lotny kg Wapno palone mielone kg Gips kg Woda kg Proszek Al g Środek powierzchniowo czynny dm 3 0,3 0,3 B Przeprowadzono badania: Gęstości Wytrzymałości na ściskanie Absorpcji wody Skurczu Współczynnika przewodzenia ciepła Mrozodporności Średnia gęstość *)1 kg/m Wytrzymałość na ściskanie R k MPa 6,9 7,0 9

10 Podsumowanie 1. Reakcje hydrotermalne popiołu lotnego z Elektrowni Pątnów, dotowanego mieszankami mineralnymi (wapno palone, cement portlandzki), mogą prowadzić do tworzenia się 1,1 nm tobermorytu jako głównego produktu. 2. W popiele siarczanowo-wapniowym z Elektrowni Pątnów, oraz wydzielonej z niego drobnoziarnistej frakcji <30 m, stwierdzono występowanie aglomeratów będących spiekiem złożonym głównie z anhydrytu, wapna, krzemionki i peryklazu, często będącym przyczyna zmian objętosciowych hydratyzującego zaczynu. 3. Proces mechanicznej aktywacji (mielenie) powoduje rozbicie w/w agregatów i znacznie ogranicza zmiany liniowe otrzymanych na ich bazie zaczynów. 4. W wyniku przeprowadzonych prób technologicznych stwierdzono: Mieszanki popiołowo-żużlowe (PMS) ze składowiska GDF Suez w Połańcu, frakcja <1000µm oraz frakcja <30µm mogą znaleźć zastosowanie do produkcji ABK. Stosowanie popiołów wapiennych z bieżącej produkcji z El. Pątnów niefrakcjonowanych jako głównego składnika, pozwala na uzyskanie wysokiej jakości ABK. Przy stosowaniu do produkcji ABK popiołów wapiennych z bieżącej produkcji z Elektrowni Pątnów, frakcja <30 μm, wyroby posiadały znaczne rysy i rozwarstwienia po procesie autoklawizacji. 10