Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich

Transkrypt

1 Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich 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 Artur Łagosz Wojciech Roszczynialski Radosław Mróz Wojciech Wons

2 Udział objętościowy [%] Podstawowe właściwości popiołów fluidalnych z lektrowni Turów 12,000 10,000 Wodożądność (wg załącznika B normy PN-N 450-1): Materiał wyjściowy 119 % Frakcja < 30 um 116 % Frakcja > 30 um 131 % 8,000 6,000 4,000 2,000 0,000 0,010 0,100 1,000 10, , , ,000 Średnica ziaren [μm] T/Z-14 - Average T/Z-14/F Average T/Z-14/F>30 - Average 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Miałkość (PN-N um): Materiał wyjściowy 35 % Frakcja < 30 um 7 % Frakcja > 30 um 79 %

3 Zawartość, % masy Charakterystyka zmienności składu chemicznego popiołów Turów 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 mat. wyjść. F0-30 um F>30 um mat. wyjść. F0-30 um F>30 um mat. wyjść. F0-30 um Straty prażenia SO3 CaOw F>30 um Zawartość Al 2 O 3 w materiale wyjściowym [%] min/śr/max = 21,2/23,3/28,6 Zawartość SiO 2 w materiale wyjściowym [%] min/śr/max = 27,2/31,2/35,6

4 ilość zliczeń Popiół fluidalny z lektrowni Turów jako spoiwo Skład spoiwa Wodożądność, stosunek W/S zaczynu o normowej konsystencji, - początek Czas wiązania, h, min koniec Stałość objętości met. Le-Chatelier a, mm 100 % popiół 0,683 5h 10 8h 40 0,0 90 % popiół + 10 % wapno 90 % popiół + 10 % cement 700 0,650 4h 30 8h 40 1,0 0,640 5h 00 8h 10 1,0 Dyfraktogram zaczynu z popiołu fluidalnego po 3 dniach hydratacji Q K - ettryngit A - anhydryt Q - β-kwarc K - kalcyt P - portlandyt A 200 P Q P K A K P θ [ o ]

5 Popiół fluidalny z lektrowni Turów jako spoiwo zapraw Czas dojrzewania Wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu i wytrzymałość na ściskanie zapraw MPa 100 % popiół 90 % popiół + 10 % wapno 90 % popiół + 10 % cement zginanie ściskanie zginanie ściskanie zginanie ściskanie Próbki dojrzewające w powietrzu w warunkach laboratoryjnych 7 dni - 4,72 1,77 6,06 2,16 12,14 28 dni - 3,30 2,12 8,70 2,16 10,14 Próbki dojrzewające w powietrzu nad wodą 7 dni 1,00 3,72 1,98 5,68 3,57 11,00 28 dni 1,05 4,08 3,53 11,87 3,32 12,34 Próbki dojrzewające w wodzie 7 dni - 3,37 1,79 5,27 2,45 8,80 28 dni - 3,06 2,45 9,52 2,76 10,96

6 Wpływ wielkości frakcji na wytrzymałości zapraw Zaprawy o takim samym udziale cementu CM I 32,5R oraz popiołu Badane cechy Ilość wody do uzyskania założonej konsystencji, % masy suchych składników Właściwości zapraw na bazie spoiwa wykorzystującego rodzaj popiołu fluidalnego popiół T- popiół T- popiół T /F>30μm 001/F<30μm 18,3 19,3 16,9 Gęstość świeżej zaprawy, kg/m Zawartość powietrza w świeżej zaprawie. % 7,8 8,6 11,8 Wytrzymałość na zginanie // ściskanie po 7 dniach, MPa Wytrzymałość na zginanie // ściskanie po 28 dniach, MPa 1,4 // 3,6 0,6 // 1,4 1,4 // 3,5 1,2 // 5,6 0,7 // 2,5 1,6 // 6,0

7 Przechodzi przez sito, % Zaprawy murarskie ogólnego przeznaczenia Zaprojektowano na bazie: Cementu CM I 32,5R 100 Popiołu: 90 Wyjściowego T-002 Frakcjonowanego T- 002/F <30 μm Piasku kwarcowego frakcji 0/2 mm (uzyskanego ze zmieszania 3 piasków frakcjonowanych) Krzywa mieszaniny Gr d odm. 1 Gr g odm. 1 Gr d odm. 2 Gr g odm ,125 0,25 0, Wymiar oczka kwadratowego sita, mm Domieszki

8

9 Wpływ oddziaływania CO 2 na właściwości wykonanych zapraw murarskich

10 Mrozoodporność zapraw murarskich poddanych procesowi przyspieszonej karbonatyzacji Warunki przechowywania próbek zapraw poddanych ocenie cech wytrzymałościowych Dojrzewanie 28 dni w warunkach normowych i 28 dni w komorze karbonatyzacyjnej Jw cykli zamrażania i rozmrażania Spadek wytrzymałości, % Ubytek masy po badaniu mrozoodporności, % Wytrzymałość na zginanie Wyniki badań zapraw w zakresie cech wytrzymałościowych, MPa Zaprawa III Zaprawa IV Wytrzymałość Wytrzyma- na łość na ściskanie zginanie Wytrzymałość na ściskanie 3,1 13,6 2,8 11,0 3,2 14,4 3,0 11,3 Brak spadku Brak spadku Brak spadku 0,07 0,09 Brak spadku Ocena makroskopowa Brak pęknięć i rys Brak pęknięć i rys Końcowa ocena mrozoodporności Pozytywna Pozytywna

11 Przechodzi przez sito, % Zaprawy tynkarskie ogólnego przeznaczenia Zaprojektowano na bazie: Cementu CM I 32,5R Popiołu: Wyjściowego T-002 Frakcjonowanego T- 002/F <30um Piasku kwarcowego frakcji 0/1 mm (uzyskanego ze zmieszania 2 piasków frakcjonowanych) Domieszek Krzywa mieszaniny Gr d odm. 1 Gr g odm. 1 Gr d odm. 2 Gr g odm ,125 0,25 0, Wymiar oczka kwadratowego sita, mm

12

13 Wpływ oddziaływania CO 2 na właściwości wybranej zaprawy tynkarskiej Warunki przechowywania próbek zapraw poddanych ocenie cech wytrzymałościowych Dojrzewanie 28 dni w warunkach normowych i 28 dni w komorze karbonatyzacyjnej Dojrzewanie 28 dni w warunkach normowych Współczynnik odporności na karbonatyzację Wyniki badań zaprawy w zakresie cech wytrzymałościowych, MPa Zaprawa IX Wytrzymałość na zginanie Wytrzymałość na ściskanie 2,0 6,0 2,8 9,6 0,71 0,63

14 Mrozoodporność zaprawy tynkarskiej poddanej procesowi przyspieszonej karbonatyzacji Warunki przechowywania próbek zapraw poddanych ocenie cech wytrzymałościowych Wyniki badań zapraw w zakresie cech wytrzymałościowych, MPa Zaprawa IX Wytrzymałość na zginanie Wytrzymałość na ściskanie Dojrzewanie 28 dni w warunkach normowych i 28 dni w komorze 2,0 6,0 karbonatyzacyjnej Jw cykli zamrażania i 1,9 5,8 rozmrażania Spadek wytrzymałości, % 5,0 3,3 Ubytek masy po badaniu mrozoodporności, % 3,86 Ocena makroskopowa Brak pęknięć i rys Końcowa ocena mrozoodporności Pozytywna

15 Zaprawy tynkarskie przeznaczone do ścian wewnątrz pomieszczeń na bazie popiołu z lektrowni Pątnów Zaprojektowano na bazie: Cementu CM I 32,5 R Popiołu: K-002 poddanego obróbce mechanicznej K-002/F0-30um poddanego obróbce mechanicznej Piasku kwarcowego frakcji 0/1 mm (uzyskanego ze zmieszania 2 piasków frakcjonowanych) Domieszki

16

17 Podsumowanie Pokazano, że możliwa jest aplikacja popiołów fluidalnych z. Turów, jak również popiołów lotnych z. Pątnów w produkcji zapraw murarskich lub tynkarskich. Wymaga to mniej standardowego podejścia podczas opracowywania składu, jednak możliwe jest uzyskanie produktów, które spełniają kryteria użytkowe wskazane w normach PN-N.

18 Podsumowanie fektem zakończenia prac badawczych były zgłoszenia know-how, zawierające receptury różnego rodzaju zapraw, bazujących na popiołach z l. Turów i Pątnów oraz wydzielonych z nich wybranych frakcjach ziarnowych. Tytuły zgłoszeń know-how: Zaprawa murarska ogólnego przeznaczenia wykorzystująca popiół z kotłów fluidalnych. Zaprawa tynkarska przeznaczona na tynki wewnętrzne wykorzystująca popiół z kotłów fluidalnych. Zaprawa tynkarska ogólnego przeznaczenia wykorzystująca popiół z kotłów fluidalnych. Zaprawa tynkarska z popiołem wapiennym z lektrowni Pątnów, jako składnikiem spoiwa, przeznaczona na tynki wewnętrzne.

19 Dziękuję za uwagę