Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji kruszyw lekkich

Transkrypt

1 Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji kruszyw lekkich Paweł Murzyn Józef Stolecki Seminarium: Innowacyjne rozwiązania w wykorzystaniu ubocznych produktów spalania (UPS) Realizowane w ramach Przedsięwzięcia IniTech: Analiza uwarunkowań oraz badania możliwości wykorzystania wybranych UPS w budownictwie i inżynierii lądowej nr rejestracyjny OSF Kraków 14 listopada 2012

2 RODZAJE KRUSZYW wg PN-EN Kruszywo - materiał ziarnisty stosowany w budownictwie. Wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje kruszyw : naturalne łamane, żwirowe sztuczne keramzyt, popiołoporyt, łupkoporyt kruszywa z recyklingu - kruszony beton, cegła

3 RODZAJE KRUSZYW Naturalne- to kruszywa pochodzenia, mineralnego, które poza obróbką mechaniczną nie zostały poddane żadnej innej obróbce Sztuczne- kruszywa pochodzenia mineralnego, uzyskane w wyniku procesu przemysłowego obejmującego termiczną lub inną modyfikację (surowce naturalne i odpadowe) Kruszywa z recyklingu- powstały w wyniku przeróbki nieorganicznego materiału zastosowanego uprzednio w budownictwie

4 PRODUKCJA I PROGNOZA PRODUKCJI KRUSZYW W LATACH wg Aleksander Kabziński MISTO dane w [mln t.] Lata Kr. naturalne łamane Kr. naturalne żwirowe Kr. z recyklingu Kr. sztuczne

5 PRODUKCJA KRUSZYW NATURALNYCH W EUROPIE I POLSCE KRUSZYWA NATURALNE 30 : 1 KRUSZYWA SZTUCZNE 1. Ochrona zasobów naturalnych - nieodnawialnych 2. Ochrona krajobrazu i środowiska naturalnego 3. Utylizacja odpadów przemysłowych

6 BADANIA LABORATORYJNE

7 SUROWCE ZASTOSOWANE W BADANIACH Surowce podstawowe UPS z węgla kamiennego: - PMS z El. Połaniec UPS z węgla brunatnego: - T- z El. Turów - K- z El. Pątnów Dodatki surowce ilaste (odpadowe): - L - łupek karboński, - H - ił mioceński, - Tz - ił czwartorzędowy

8 SKŁAD MIESZANEK Surowce Mieszanki UPS [%,v/v] dodatki PMS T K L H Tz PMS80L20 do T80Tz20 - do K80L do PMS90H T90H

9 WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE MIESZANEK Mieszanka pocz. spiek. Temperatury charakterystyczne [ o C] max. spiek. miękn. topienie płynięcie Interwały [ o C] T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 2 T 1 T 3 T 2 PMS80L n.o n.o n.o 370 n.o T80Tz n.o K80L PMS90H n.o n.o T90H n.o

10 WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE MIESZANEK Mieszanka pocz. spiek. Temperatury charakterystyczne [ o C] max. spiek. miękn. topienie płynięcie Interwały [ o C] T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 2 T 1 T 3 T 2 PMS80L n.o n.o n.o 370 n.o T80Tz n.o K80L PMS90H n.o n.o T90H n.o

11 WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE MIESZANEK PMS80L20 K80L20

12 WYKONANIE KRUSZYW Połączenie składników mieszanki surowcowej na sucho Granulacja mieszanki surowcowej z jej nawilżaniem Suszenie granulatu Spiekanie granulatu 1150 C 1200 C

13 WYGLĄD KRUSZYW PO WYPALENIU - z UPS z węgla kamiennego 1150 C 1200 C PMS80L20 PMS90H10

14 WYGLĄD KRUSZYW PO WYPALENIU - z UPS z węgla brunatnego 1150 C 1200 C T80Tz20 K80L20 T90H20

15 WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW z UPS z węgla kamiennego Kruszywo PMS80L o C PMS80L o C PMS90H o C PMS90H o C N [%] Pw [%] Gp [kg/m3] gęstość nasypowa luźny zagęszcz Rc [N/mm²] 24,3 32, n.o n.o n.o 12,4 18, ,6 31,3 36, n.o 11,2 16, ,1 Kruszywo komercyjne typu popiołoporytu wg deklaracji producenta < 22 b.d > 5 Oznaczenia w tabeli: N - nasiąkliwość; Pw porowatość otwarta; Gp gęstość pozorna; Rc - odporność na miażdżenie n.o nie oznaczono

16 WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW z UPS z węgla brunatnego Kruszywo T80Tz o C T90H o C T90H o C Kruszywo komercyjne typu popiołoporytu wg deklaracji producenta N [%] Pw [%] Gp [kg/m³] gęstość nasypowa luźny zagęszcz Rc [N/mm²] 10,6 19, ,4 42,5 48, n.o 27,4 36, ,8 < 22 b.d > 5 Oznaczenia w tabeli: N - nasiąkliwość; Pw porowatość otwarta; Gp gęstość pozorna; Rc - odporność na miażdżenie n.o nie oznaczono

17 WYMYWALNOŚĆ SIARCZANÓW Z KRUSZYW Próbka PMS80L C PMS80L C PMS90H C PMS90H C T80Tz o C T90H o C T90H o C SO 4 [mg/l] 51,7 7,8 244,9 0,8 8,2 2022,3 1568,7 * 500 [mg/l] *Najwyższe dopuszczalne wartości w ściekach przemysłowych wg Rozporządzenia Ministra Środowiska z 2006 r. Dz.U.Nr 137, poz. 984

18 Wnioski 1. Z badań wynika, że do produkcji kruszyw spiekanych na bazie UPS z węgla kamiennego najbardziej przydatna jest mieszanka o składzie PMS80L20, natomiast w przypadku kruszyw z UPS z węgla brunatnego najkorzystniejsze właściwości wykazuje mieszanka o składzie T80Tz20, przy czym obydwie wskazane mieszanki należy wypalać w temperaturze ok C. 2. Kruszywa otrzymane z wyżej wskazanych mieszanek charakteryzują się właściwościami użytkowymi co najmniej na poziomie właściwości kruszyw spiekanych oferowanych na rynku, a także spełniają wymagania co do wymywalności siarczanów. 3. Ze względu na znikome wykorzystanie krajowych UPS do produkcji kruszyw spiekanych wskazanym jest podjęcie starań zwiększenia ich wykorzystania w tym kierunku, co obniżyłoby zużycie nieodnawialnych zasobów kruszyw naturalnych oraz zwiększyłoby zagospodarowanie surowców odpadowych. 4. Na podstawie przeprowadzonych przez autorów badań stwierdzono, że oprócz UPS do produkcji kruszyw spiekanych można zastosować inne surowce odpadowe

19 Dziękuje za uwagę 19