ZASTOSOWANIE AKTYWOWANEGO POPIOŁU LOTNEGO Z KOTŁÓW O SPALANIU FLUIDALNYM FLUBET JAKO DODATKU DO BETONÓW



Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE AKTYWOWANEGO POPIOŁU LOTNEGO Z KOTŁÓW O SPALANIU FLUIDALNYM FLUBET JAKO DODATKU DO BETONÓW

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

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY KATEDRA KONSTRUKCJI ŻELBETOWYCH I TECHNOLOGII BETONU

Wskaźniki aktywności K28 i K90 popiołów lotnych krzemionkowych o miałkości kategorii S dla różnych normowych cementów portlandzkich

ZASTOSOWANIE POPIOŁÓW LOTNYCH Z WĘGLA BRUNATNEGO DO WZMACNIANIA NASYPÓW DROGOWYCH

ANALIZA WPŁYWU SEPAROWANYCH POPIOŁÓW DENNYCH NA MROZOODPORNOŚĆ BETONU

Rodzaj i jakość spoiw a trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 21/12

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

Poznajemy rodzaje betonu

WPŁYW DOMIESZEK NAPOWIETRZAJĄCYCH NA WYBRANE PARAMETRY MIESZANKI BETONOWEJ I BETONU

II POKARPACKA KONFERENCJA DROGOWA BETONOWE

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

Materiały budowlane : spoiwa, kruszywa, zaprawy, betony : ćwiczenia laboratoryjne / ElŜbieta Gantner, Wojciech Chojczak. Warszawa, 2013.

WYKORZYSTANIE ODPADOWYCH POPIOŁÓW LOTNYCH DO WYTWARZANIA BETONU JAKO ELEMENT BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

INSTYTUT BADAWCZY DRÓG I MOSTÓW Warszawa, ul. Jagiellońska 80 tel. sekr.: (0-22) , fax: (0-22)

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Wpływ popiołów lotnych krzemionkowych kategorii S na wybrane właściwości kompozytów cementowych

UPS w produkcji klinkieru i cementów

Etap II. Analiza wybranych właściwości mieszanki betonowej i betonu 1/15

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji prefabrykatów inżynieryjno-technicznych infrastruktury drogowej

WYŻSZA SZKOŁA EKOLOGII I ZARZĄDZANIA Warszawa, ul. Olszewska 12. Część VI. Autoklawizowany beton komórkowy.

Mieszanki CBGM wg WT5 na drogach krajowych

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 24/14

PROJEKTOWANIE SKŁADU BETONÓW Z DODATKIEM POPIOŁÓW LOTNYCH ORAZ ICH WPŁYW NA TEMPO PRZYROSTU WYTRZYMAŁOŚCI

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D MAŁA ARCHITEKTURA

POPIÓŁ LOTNY DO BETONU 2016

DOŚWIADCZENIA W STOSOWANIU CEMENTU PORTLANDZKIEGO ŻUŻLOWEGO CEMII/B-S 42,5N W BUDOWIE NAWIERZCHNI BETONOWYCH

Specjalista od trwałych betonów. Nowy produkt w ofercie CEMEX Polska cement specjalny HSR KONSTRUKTOR (CEM I 42,5 N HSR/NA CHEŁM )

Mieszanki CBGM na inwestycjach drogowych. mgr inż. Artur Paszkowski Kierownik Działu Doradztwa Technicznego i Rozwoju GRUPA OŻARÓW S.A.

Kruszywa związane hydraulicznie (HBM) w nawierzchniach drogowych oraz w ulepszonym podłożu

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY

Beton - skład, domieszki, właściwości

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWA I ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU LUB KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

Informacja towarzysząca znakowaniu CE kruszywa lekkiego pollytag.

WYKONYWANIE MIESZANEK BETONOWYCH. Spis treści: 1. Podstawy robót betoniarskich Wprowadzenie. Pytania i polecenia

UBOCZNE PRODUKTY SPALANIA W DROGOWNICTWIE NORMY A APROBATY TECHNICZNE

Trwałe nawierzchnie z betonu RCC

WPŁYW POPIOŁÓW LOTNYCH WAPIENNYCH NA TEMPERATURĘ BETONU PODCZAS TWARDNIENIA W ELEMENTACH MASYWNYCH

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 535

Możliwości zastosowania fluidalnych popiołów lotnych do produkcji ABK

WPROWADZENIE DO PROJEKTU ASR-RID REAKTYWNOŚĆ ALKALICZNA KRAJOWYCH KRUSZYW

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 12/13

Cementy z dodatkami zastosowania w praktyce. Paweł Madej, Magdalena Cieślak, Agnieszka Klabacha, Adrian Sowa

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE BETONU MODYFIKOWANEGO DOMIESZKAMI I DODATKAMI PRZEZNACZONEGO NA PREFABRYKOWANE POKRYWY STUDNI WBUDOWANYCH W NAWIERZCHNIE

APROBATA TECHNICZNA IBDiM Nr AT/ /1. CEMIX Sp. z o.o. ul. Górna 9, Pniów, Pyskowice

Popiół lotny jako dodatek typu II w składzie betonu str. 1 A8. Rys. 1. Stosowanie koncepcji współczynnika k wg PN-EN 206 0,4

Nowe możliwości zastosowania kruszyw węglanowych w drogowych nawierzchniach z betonu cementowego oraz w betonach konstrukcyjnych

Zastosowanie cementów hutniczych w betonach specjalnych The application of blustfurnace slag cements in special concretes

Właściwości wytrzymałościowe betonów bazaltowych z dodatkiem Flubetu

KRUSZYWA WAPIENNE ZASTOSOWANIE W PRODUKCJI BETONU TOWAROWEGO I ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

(12) OPIS PATENTOWY (13) PL (11)

REGULAMIN OGÓLNOPOLSKIEGO KONKURSU POWER CONCRETE 2018

Zaczyny i zaprawy budowlane

Nawierzchnie betonowe Uzasadnione ekonomicznie rozwiązanie na drogach

POPIÓŁ LOTNY SKŁADNIKIEM BETONU MASYWNEGO NA FUNDAMENTY NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH

SYSTEM ZARZĄDZANIA I AKREDYTACJE

PREFABRYKATY GOTOWE ELEMENTY I CZĘŚCI SKŁADOWE (Kod CPV )

D NAWIERZCHNIA CHODNIKÓW Z KOSTKI BETONOWEJ

Zakład Projektowania Dróg i Mostów TWZI 91

Badanie rozkładu składników chemicznych w wybranych frakcjach popiołu lotnego Aleksandra Sambor

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT. Podłoża pod posadzki

Mgr inż. Paweł Trybalski Dział Doradztwa Technicznego, Grupa Ożarów S.A. Olsztyn

D PODBUDOWA BETONOWA

PL B BUP 20/ WUP 01/14 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w budownictwie komunikacyjnym

Ocena zmian wytrzymałości na ściskanie trzech grup elementów murowych w zależności od stopnia ich zawilgocenia

M BETON NIEKONSTRUKCYJNY W OBIEKCIE MOSTOWYM

Ekonomiczne, ekologiczne i technologiczne aspekty stosowania domieszek do betonu. prof. dr hab. inż. Jacek Gołaszewski

Właściwości tworzyw autoklawizowanych otrzymanych z udziałem popiołów dennych

Czynniki decydujące o właściwościach wytrzymałościowych betonu do nawierzchni

Mgr inż. Paweł Trybalski Dział Doradztwa Technicznego, Grupa Ożarów S.A. Rzeszów

Wytrzymałość na ściskanie i mrozoodporność mieszaniny popiołowo-żużlowej z Elektrowni Skawina stabilizowanej wapnem lub cementem

PREFABRYKATY GOTOWE ELEMENTY I CZĘŚCI SKŁADOWE (Kod CPV )

Możliwość stosowania frakcjonowanych UPS w produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

SPECYFIKACJE TECHNICZNE D NAWIERZCHNIA Z BETONOWYCH PŁYT AśUROWYCH

WYKORZYSTANIE GRANULATU GUMOWEGO W MIESZANKACH MINERALNO-ASFALTOWYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI BETONU WYPRODUKOWANEGO Z DODAKIEM POPIOŁU LOTNEGO

EDF POLSKA R&D EDF EKOSERWIS

Instytut Techniki Budowlanej. SPRAWOZDANIE Z BADAŃ Nr LZK /16/Z00NZK

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

BETONOWANIE OBIEKTÓW MASYWNYCH Przykłady realizacji

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY Z PIASKU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D

SKŁADNIKI BETONU W ŚWIETLE WYMAGAŃ OGÓLNYCH. Cement portlandzki CEM I całkowita zawartość alkaliów Na 2

CO WARTO WIEDZIEĆ O CEMENCIE?

BADANIA POLIGONOWE BETONÓW WYKONANYCH Z CEMENTÓW NAPOWIETRZAJĄCYCH. 1. Wprowadzenie

SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA i ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M ŚCIEKI Z PREFABRYKOWANYCH ELEMENTÓW BETONOWYCH

PL B1. Zestaw surowcowy przeznaczony do otrzymywania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowych

CEMENT W INŻYNIERII KOMUNIKACYJNEJ W ŚWIETLE WYMAGAŃ OST GDDKiA

Nowe Ogólne Specyfikacje Techniczne (OST) dla betonu i nawierzchni betonowych

WPŁYW MĄCZKI GRANITOWEJ JAKO WYPEŁNIACZA W CEMENCIE NA WŁAŚCIWOŚCI BETONU

DOKUMENTACJA TECHNICZNA SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA

Stabilizacja gruntów spoistych w technologii InfraCrete. Przegląd wybranych realizacji wykonanych w ramach ZDW Katowice

PODBUDOWA Z BETONU CEMENTOWEGO

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1397

WYKONYWANIE BETONU W WARUNKACH OBNIŻONYCH TEMPERATUR Z ZASTOSOWANIEM DOMIESZEK CHEMICZNYCH

Transkrypt:

ZASTOSOWANIE AKTYWOWANEGO POPIOŁU LOTNEGO Z KOTŁÓW O SPALANIU FLUIDALNYM FLUBET JAKO DODATKU DO BETONÓW Michał A. Glinicki Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa STRESZCZENIE W referacie przestawiono sposób wykorzystania popiołów lotnych ze spalania paliw stałych w kotłach fluidalnych jako wartościowych składników betonów cementowych. Zastosowanie popiołów fluidalnych w betonach umożliwia ich mechaniczna aktywacja metodą EMDC, opatentowaną przez firmę Energomar-Nord, oraz opracowana technologia ich użycia. Produkt przetworzenia lotnych popiołów fluidalnych ma nazwę Flubet. Przedstawiono wyniki badań właściwości betonów cementowych z dodatkiem Flubet. Aktywowany mechanicznie popiół lotny z kotłów fluidalnych EC Żerań w Warszawie, EC II Bielsko-Biała, Polpharma w Starogardzie Gdańskim oraz Elektrowni Turów stosowano jako dodatek do betonu zastępujący część cementu. Badania właściwości mieszanek betonowych oraz wytrzymałości i trwałości betonów wykazały zasadnicze korzyści techniczne i ekonomiczne wynikające z zastosowania tego dodatku. Omówiono przykłady prototypowych aplikacji betonów z dodatkiem Flubet w budownictwie, obejmujące nawierzchnie drogi lokalnej, produkcję betonów towarowych na konstrukcje żelbetowe i produkcję prefabrykatów drobnowymiarowych. Stosowanie dodatku Flubet w betonach odbywa się na podstawie dwóch Aprobat Technicznych. SŁOWA KLUCZOWE: popiół lotny, spalanie fluidalne, zagospodarowanie odpadów, beton, trwałość, wytrzymałość WPROWADZENIE Popioły lotne powstające przy spalaniu węgla podczas wytwarzania energii elektrycznej są wykorzystywane w przemyśle materiałów budowlanych, m.in. jako dodatek do cementów oraz jako dodatek do betonów cementowych. Profesor Adam Neville, światowy autorytet w dziedzinie technologii betonu, napisał o popiołach lotnych:...nie jest to tani substytut cementu, ani wypełniacz, ani dodatek do mieszanki. Popioły lotne nadają ważne dodatnie cechy betonom i dlatego istotne jest zrozumienie ich roli i wpływu na kształtowanie się właściwości użytkowych betonu.... Racjonalne stosowanie popiołów jako składników tzw. cementów popiołowych i pucolanowych wymaga spełnienia wymogów normy PN-B-1971:1998. Norma europejska EN 4:1994, przyjęta w roku 1998 jako norma polska, określa natomiast wymagane właściwości popiołów lotnych stosowanych jako dodatki do betonu. Powszechne zastosowania popiołów lotnych w cementach i betonach nie dotyczą jak dotąd popiołów z kotłów o spalaniu fluidalnym. Normowe definicje i określenia popiołów do betonu, sformułowane przed laty, nie obejmują popiołów fluidalnych ze względu na niską zawartość reaktywnej krzemionki oraz wysoką zawartość bezwodnika kwasu siarkowego i wolnego tlenku wapnia. Chociaż popioły fluidalne zmieszane tylko z wodą wykazują cechy spoiwa, procesom zestalania mas popiołowo-wodnych towarzyszy powolna ekspansja objętościowa, która może sięgać kilku procent i doprowadzić do pękania masy i wzrostu jej wodoprzepuszczalności. Dlatego stosowanie popiołów fluidalnych w betonach wymagało podjęcia intensywnych prac badawczych, aby udowodnić wytrzymałość i trwałość materiałów przeznaczonych do stosowania w budownictwie.

Celem referatu jest przedstawienie wyników badań właściwości betonów cementowych z dodatkiem aktywowanych mechanicznie popiołów lotnych ze spalania węgla w kotłach fluidalnych. Mechaniczna aktywacja popiołów fluidalnych według opisu patentowego [1] polega na rozbiciu agregatów na pojedyncze cząstki popiołu oraz wywołaniu defektów strukturalnych na powierzchniach cząstek. Dzięki temu uzyskuje się nieznane dotąd możliwości wykorzystania popiołów z kotłów fluidalnych jako wartościowych surowców do produkcji betonów, zastępujących część masy cementu w masie spoiwa. Właścicielem patentu na sposób i urządzenie do mechanicznej aktywacji popiołów z kotłów energetycznych z paleniskiem fluidalnym jest firma Energomar-Nord, a aktywowany mechanicznie popiół lotny z takich kotłów ma nazwę handlową Flubet. W referacie omówiono zarówno badania doświadczalne efektów stosowania dodatku Flubet na wytrzymałość i trwałość betonów, jak też przykłady prototypowych zastosowań w nawierzchniach z betonu, w konstrukcyjnych elementach żelbetowych i w prefabrykatach. ZAKRES BADAŃ DOŚWIADCZALNYCH Szczegółowy zakres badań doświadczalnych podano w publikacjach [2]-[4]. Stosowano następujące materiały: - cementy CEM I 32,5 z cementowni Strzelce Opolskie, Rudniki i Chełm, - kruszywa w postaci lokalnie dostępnego piasku kopalnego -2mm oraz żwiru frakcji 2-8mm i frakcji 8-16mm, - domieszki chemiczne: Betostat o działaniu uplastyczniająco-napowietrzającym, w niektórych przypadkach Lubet, Skorbet i Zimobet 334 (wszystkie domieszki stosowane na rynku budowlanym na podstawie odpowiednich aprobat technicznych ITB), - Flubet : aktywowany mechanicznie popiół lotny z kotłów fluidalnych w EC Żerań w Warszawie, EC II Bielsko-Biała Czechowice Dziedzice, Polpharma w Starogardzie Gdańskim i w Elektrowni Turów w Bogatyni. Mechaniczna aktywacja popiołów fluidalnych przeprowadzona została w skali przemysłowej w urządzeniu o wydajności 12 tys. ton rocznie, zainstalowanym przy wytwórni betonu towarowego. Skład chemiczny i właściwości fizyczne Flubetu podane zostały w publikacjach [2] i [3]. Zaprojektowano składy rozmaitych mieszanek betonowych z wybranych materiałów i wykonano zaroby laboratoryjne, określając konsystencję mieszanki betonowej metodą stożka opadowego, jej gęstość objętościową i temperaturę, a także wykonując próbki sześcienne do badań wytrzymałości i trwałości betonów. Badania wytrzymałości na ściskanie przeprowadzono w różnym czasie od wykonania betonu, w okresie od 7 do 9 dni, a w niektórych seriach próbki poddano też badaniom po upływie 1 roku i 2 lat. Badania mrozoodporności betonu metodą zwykłą według normy PN-88/B-62 przeprowadzono w automatycznej komorze chłodniczej. Określenie wodoszczelności betonów przeprowadzono zgodnie z tą normą przy założonym ciśnieniu wody do,8 MPa. Większość badań wykonano w laboratorium Hydrobudowa-1 Betoniarnia-Laboratorium w Warszawie. Dodatkowo wykonane zostały badania wpływu Flubetu na stopień ochrony zbrojenia stalowego w betonie w ramach zleconych badań do celów aprobat technicznych. WYNIKI BADAŃ WŁAŚCIWOŚCI BETONU Z DODATKIEM FLUBET Wpływ dodatku Flubet na właściwości betonu oceniano wykonując mieszanki betonowe, w których konsekwentnie zastępowano część masy cementu portlandzkiego równoważną masą Flubetu. Mieszanki betonowe z dodatkiem Flubet i mieszanki betonowe wzorcowe wykonano przy jednakowej konsystencji mieszanki betonowej, określonej metodą stożka opadowego. W większości badań dodatkiem Flubet zastępowano do % masy cementu. W Tablicy 1 zestawiono najważniejsze składniki i właściwości badanych mieszanek betonowych: mieszanek wzorcowych i mieszanek z dodatkiem Flubet, zastępującym część masy cementu portlandzkiego (szczegóły podano w pracach [2] i [3]). Stwierdzony wzrost wytrzymałości betonu z 14%-ową zawartością Flubetu w porównaniu do betonu wzorcowego wynosił ok. 11% po 7 dniach i ok. 26% po 28 dniach (Rys.1). Oba porównywane betony osiągnęły wysoki stopień wodoszczelności W8. Ponadto próbki betonu z 14%-ową zawartością dodatku Flubet wykazywały mniejszą o 18% głębokość wsiąkania wody w próbie wodoszczelności oraz 24%-owy wzrost wytrzymałości na rozłupywanie betonu w porównaniu do betonu wzorcowego. Rys.1 ilustruje również wpływ pochodzenia popiołu fluidalnego poddanego mechanicznej aktywacji na wytrzymałość betonu po upływie 7 dni i 28 dni od wykonania betonu. Flubet z kotłów fluidalnych w Starogardzie Gdańskim i Czechowicach-Dziedzicach zastosowano w mieszankach betonowych oznaczonych R-164/ i R-165/ w Tablicy 1. Stwierdzono znaczny przyrost wytrzymałości na ściskanie betonu

wskutek zastosowania Flubetu, wynoszący po 28 dniach od 19 % do 34%, przy prawie jednakowej wytrzymałości po 7 dniach. Ozn. Recepty Tablica 1 Zestawienie badanych mieszanek betonowych (szczegóły podano w [2] i [3]) Określenie mieszanki Rodzaj domieszki Zawartość cementu [kg/m 3 ] Zawartość dodatku Flubet [kg/m 3 ] Wskaźnik w/(c+p) Konsystencja opad stożka [mm] R-6/98 wzorcowa Betostat 339 -,497 19 R-59/98 Flubet 14% Betostat 4,513 19 R-6/98 wzorcowa - 357 -,524 1 R-7/98 Flubet % Betostat 293 48,478 16 R-163/ wzorcowa Betostat 325 -,538 18 R-164/ Flubet % Betostat 272 68,6 18 -St.Gdański R-165/ Flubet % Betostat 274 69,586 18 -Cz.Dz. R-193/98 wzorcowa - 356 -,6 16 R-194/98 Flubet 17% Betostat 298 6,532 16 R-1/99 wzorcowa - 346 -,645 1 R-2/99 Flubet % Betostat 173 173,647 1 38,8 36,8 41,4 7 dni wytrzymałość na ściskanie [MPa] 26,5,9 29,4,9 26,1 24,7 wzorcowy Flubet 14% wzorcowy Flubet % St-Gd 29,3 Flubet % Cz-Dz 28 dni Rys.1 Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie próbek betonów nr R-6/98 i R-59/98 oraz nr R-163/, R-164/ i R-165/ według opisu w Tabl.1 [3] Analizując stabilność wytrzymałości betonów zawierających dodatek Flubet z upływem czasu przeprowadzono badania wytrzymałości na ściskanie w okresie do dwóch lat od wykonania betonów. Wyniki badania serii oznaczonych R-193/98, R-194/98, R-1/99 i R-2/99 w Tablicy 1 przedstawiono na Rys.2. Uzyskane średnie wyniki badania wytrzymałości tych betonów w okresie do 2 lat od wykonania wskazują znaczny przyrost wytrzymałości na ściskanie w każdym terminie badania przy 17%-owej zawartości Flubetu w masie spoiwa. Po upływie dwóch lat wzrost wytrzymałości osiągnął 15 MPa tj. ok. 39% powyżej wytrzymałości betonu wzorcowego. Narastanie wytrzymałości betonu w pierwszych tygodniach było znacznie opóźnione przy wysokiej, %-owej zawartości Flubetu, ale wytrzymałości betonu z Flubetem i betonu wzorcowego wyrównały się po upływie 9 dni. Dalszy przyrost wytrzymałości był szybszy w przypadku betonu z Flubetem - po 2 latach wytrzymałość przekroczyła o 18% wytrzymałość betonu wzorcowego. Trwałość betonów w surowych warunkach oddziaływań klimatycznych Polski jest zasadniczym warunkiem stosowania betonów w zewnętrznych elementach budynków i konstrukcji. Przeprowadzone badania odporności betonu na oddziaływanie mrozu dotyczyły mieszanek R-6/98 i R-7/98, a także nr R-163/, R-164/ i R-165/ według opisu w Tabl.1. Rys.3 przedstawia wyniki normowego badania odporności betonu na działanie mrozu polegającego na cyklicznym zamrażaniu i rozmrażaniu próbek. Jak stwierdzono, beton z 14%

wytrzymałość na ściskanie [MPa] 6 wzorcowy 17% Flubetu 42,7 28,5 26,, 31,3 49,1,6 38, 39,9 55,3 7 28 9 365 7 wiek próbek betonu [dni] wytrzymałość na ściskanie [MPa] wzorcowy % Flubetu 28,5 26,3,9,1 32,231,2 37,638,9 37,9 44,8 7 28 9 365 7 wiek próbek betonu [dni] Rys.2 Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie betonów nr R-193/98, R-194/98 oraz R-1/99 i R-2/99 według opisu w Tabl.1 w okresie do 2 lat od wykonania betonów [3] zawartością Flubetu wykazywał bardzo dobrą mrozoodporność spadek wytrzymałości na ściskanie nie przekraczał średnio %. Podobnie dobrą mrozoodporność wykazywał beton z dodatkiem % aktywowanego mechanicznie popiołu lotnego z kotłów fluidalnych w Starogardzie Gdańskim i Czechowicach-Dziedzicach (R- 164/ i R-165/). Po cyklach normowego zamrażania i rozmrażania stwierdzono niewielki spadek wytrzymałości tych betonów, poniżej 11% (Rys.3). Najlepszą mrozoodporność wykazał beton z Flubetem z EC Czechowice-Dziedzice, zachowując po cyklicznym zamrażaniu i rozmrażaniu ponad 94% wyjściowej wytrzymałości na ściskanie. wytrzymałość na ściskanie [MPa], 11,4 42,3 38,3 36,5 33,,7 36,3 45,8 43,3 próbki porównawcze po cyklach zamrażania wzorcowy Flubet 14% wzorcowy Flubet % St-Gd Flubet % Cz-Dz Rys.3 Wyniki badania mrozoodporności próbek betonów nr R-6/98 i R-7/98 oraz nr R-163/, R-164/ i R-165/ według opisu w Tabl.1 [3]

Dalsze badania betonów z dodatkiem aktywowanego mechanicznie popiołu lotnego z kotłów fluidalnych obejmują wyższe zawartości dodatku, tj. powyżej %, a także obejmują stosowanie dodatku Flubet z innymi domieszkami chemicznymi. Badania prowadzone w IPPT PAN [4] obejmowały porównanie efektywności różnych dodatków do betonu, w tym Flubetu, popiołu z kotła pyłowego oraz metakaolinu (wysokoreaktywnego dodatku mineralnego z surowca kaolinowego). Dodatki do betonu drobnoziarnistego stosowano w formie zastąpienia części cementu portlandzkiego CEM I 32.5 w masie spoiwa, aż do %, zachowując stały wskaźnik wodno-cementowy. Otrzymane wyniki, zilustrowane na Rys.4, pozwalają zauważyć, że maksimum wpływu dodatku Flubet na podwyższenie wytrzymałości na ściskanie obserwuje się przy zawartości dodatku około 35%. Widać ponadto znacznie wyższą efektywność dodatku Flubetu w porównaniu z dodatkiem popiołu lotnego pochodzącego z kotła pyłowego Elektrowni Kozienice. wytrzymałość na ściskanie [MPa 7 metakaolin Flubet 6 wzorcowy popiół zwykły zawartość dodatków [%] Rys. 4 Wpływ dodatku metakaolinu, Flubetu i popiołu lotnego z kotła pyłowego na wytrzymałość betonu na ściskanie po upływie 9 dni od wykonania [4] Uzyskane wyniki zostały uzupełnione wykonanymi w Instytucie Techniki Budowlanej badaniami elektrochemicznymi i badaniami odporności na zobojętnienie zapraw modyfikowanych dodatkiem Flubetu, z jednoczesnym zastosowaniem domieszki Betostat. Jak stwierdzono, zastąpienie Flubetem % masy cementu nie wpłynęło na obniżenie właściwości ochronnych zapraw cementowych w stosunku do zbrojenia stalowego. Zaprawy modyfikowane Flubetem i Betostatem spełniały kryteria pełnej ochrony zbrojenia stalowego według PN-86/B-18, a wyniki badań w komorze CO 2 wykazały, że nie wystąpiło pogorszenie odporności na zobojętnienie zapraw w stosunku do zaprawy wzorcowej (bez domieszki i bez dodatku). Pozytywne wyniki badań ochrony zbrojenia stalowego uzyskano również w przypadku stosowania Flubetu z innymi domieszkami chemicznymi: z domieszką uplastyczniającą Lubet, domieszką przeciwmrozową Zimobet 334 oraz domieszką upłynniającą Skorbet. Doświadczenia laboratoryjne w zakresie zawartości dodatku Flubet zastępującego do % masy cementu zostały szeroko udokumentowane i stanowiły podstawę wystąpienia o aprobaty techniczne, niezbędne do wprowadzenia tego dodatku na rynek budowlany. Aprobata Techniczna ITB [5] została wydana w grudniu 1, natomiast Aprobatę Techniczną IBDiM [6] wydano w marcu 2. PRZYKŁADY PROTOTYPOWYCH ZASTOSOWAŃ BETONU Z FLUBETEM Na terenie Elektrowni Turów w Bogatyni wykonany został prototypowy, m odcinek drogi kategorii ruchu KR 3 przy wykorzystaniu znacznych ilości popiołów z kotłów fluidalnych tej elektrowni. Stosowano popiół fluidalny aktywowany mechanicznie metodą według wynalazku [1] Flubet był stosowany jako dodatek do betonu nawierzchniowego klasy B 35 oraz do betonu B 7,5 na podbudowę (Rys.5). Do wykonania mieszanki betonowej na nawierzchnię użyto m.in. cement CEM I 3 kg/m 3, aktywowany popiół fluidalny Flubet-B w ilości 8 kg/m 3, a także domieszkę uplastyczniająco-napowietrzającą Betostat 1,8 kg/m 3. Badania wytrzymałości na ściskanie betonu nawierzchniowego zostały przeprowadzone w IBDiM w Warszawiewyniki przedstawione na Rys.6 potwierdzają właściwą klasę betonu. W badaniach mrozoodporności metodą zwykłą wg normy PN-88/B-62, obejmującą cykliczne zamrażanie i odmrażanie w zakresie temperatur od C do + C, stwierdzono mrozoodporność wymaganą dla betonu nawierzchniowego.

wytrz. na ściskanie [MPa] 7 6 Rys.5 Widok fragmentu lokalnej drogi o nawierzchni betonowej wykonanej z dodatkiem Flubet-B na terenie Elektrowni Turów 46.3 56.4 58.1 53.6 7 28 9 wiek betonu [dni] laboratorium budowa Rys.6 Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie oraz badania mrozoodporności betonu B 35 przeznaczonego na nawierzchnię drogi (próbki wykonane w laboratorium oraz przy budowie drogi ) W wytwórni betonu towarowego Hydrobudowa-1 Betoniarnia-Laboratorium w Warszawie podjęto prototypową produkcję betonu towarowego z dodatkiem Flubet oraz produkcję drobnowymiarowych prefabrykatów. Skład betonów klasy B 35 i B konsystencji ciekłej oraz skład betonu na prefabrykaty B 15 podano w Tablicy 2. Wyniki bieżącej kontroli produkcji betonów przedstawiono na Rys.6, na którym każdy punkt reprezentuje średnią wartość wytrzymałości z trzech pobranych próbek. Regularnie prowadzone są obserwacje elementów prototypowych obiektów wykonanych z betonu z dodatkiem Flubet, aby zgromadzić dane o ich rzeczywistym zachowaniu się z upływem czasu. Tablica 2 Receptury mieszanek betonowych z dodatkiem Flubet stosowane w prototypowej produkcji betonu towarowego klasy B 35 i B oraz prefabrykatów drobnowymiarowych klasy B 15 [3] Zawartość w mieszance [kg/m 3 ] Składniki Beton B 35 Beton B 35 Beton B Rec.-A Rec.-B Rec.-C CEM I 32,5 R St. Opolskie 3 3 8 16 Kruszywo naturalne 179 179 189 16 Woda 191 192 17 Flubet 7 2 Domieszka Betostat - 1,7 1,1 - Domieszka Skorbet 8, - - - Domieszka Zimobet 334 - - - 4, Gęstość objętościowa [kg/m 3 ] 2399 2394 2339 2224 Wskaźnik w/c+p,48,471,613, wytrz. na ściskanie [MPa] 6 beton porównawczy po 1 cyklach zamrażania 51.7 52.1.2 49.7 laboratorium Bloczki klasy B 15 budowa

Wytrzymałość na ściskanie [MPa] 6 B 35 Skorbet B 35 Betostat B Betostat bloczki - Zimobet kolejne dni produkcji Rys. 7 Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie betonów z Flubetem w kolejnych dniach produkcji przeznaczonej na prototypowe elementy budowlane (opis według Tabl.2) [3] W laboratorium Hydrobudowy-1 opracowano recepty mieszanki betonowej przeznaczonej do wykonania betonów klasy B 45. W budownictwie ogólnym i przemysłowym coraz częściej projektuje się konstrukcje żelbetowe z betonów klasy wyższej niż B. Opracowaną receptę na beton klasy B 45 z zawartością dodatku Flubet kg/m 3, tj. w ilości 24% masy spoiwa, przedstawiono w Tablicy 3. Na wykonanych próbkach sześciennych uzyskano następujące średnie wytrzymałości betonu na ściskanie: 23, MPa po 7 dniach, 55,4 MPa po 28 dniach i 61,2 MPa po 9 dniach. Zatem badania kontrolne dały bardzo dobre rezultaty, potwierdzające projektowane właściwości betonu. Tablica 3 Skład i właściwości mieszanki betonowej B 45 stosowanej na konstrukcje żelbetowe [2] S k ł a d n i k i Zawartość [kg/m 3 ] Właściwości mieszanki CEM I 32,5 Strzelce Opolskie 3 Piasek kopalny -2mm 564 Opad stożka (cm) 18, Żwir 2-8mm (Kronowo) 395 Gęstość objętościowa (kg/m 3 ) 2372 Żwir 8-16mm (Kronowo) 792 Wskaźnik w/(c+p),476 Flubet EC Żerań Temperatura ( C) 9, Woda 199 Betostat 1,7 Razem [kg/m 3 ] 2372 WNIOSKI Prowadzona w skali przemysłowej mechaniczna aktywacja popiołów fluidalnych metodą EMDC pozwala uzyskać wartościowy dodatek do betonów przeznaczonych dla budownictwa ogólnego i drogowego. Stosowanie dodatku Flubet w składzie betonów wymaga użycia właściwej domieszki i przestrzegania określonych wymogów technologicznych. Jak stwierdzono, przy stosowaniu dodatku Flubet wraz z domieszką Betostat uzyskuje się stabilne właściwości wytrzymałościowe betonów, wysoką szczelność betonów i wysoką trwałość. Wytrzymałość na ściskanie betonów z Flubetem w ilości od 14 do % masy spoiwa była po 28 dniach o 19-34% wyższa niż wytrzymałość betonów wzorcowych. Wzrost ten zwiększał się z upływem czasu po dwóch latach sięgając 39%. Betony z Flubetem w ilości od 14 do % wykazały dobrą mrozoodporność: po cyklach zamrażania i odmrażania spadek wytrzymałości na ściskanie wynosił tylko 5-11%. Głębokość wsiąkania wody w beton z Flubetem przy badaniu wodoszczelności stopnia W 8 wynosiła o 18% mniej niż w przypadku betonu wzorcowego. Zastąpienie Flubetem % masy cementu nie wpłynęło na obniżenie właściwości ochronnych zapraw cementowych w stosunku do zbrojenia stalowego nie stwierdzono przeciwwskazań do stosowania podanej ilości dodatku do betonów zbrojonych. Przy wyższych zawartościach Flubetu, sięgających %, stwierdzono zwolnione narastanie wytrzymałości betonu w ciągu pierwszych 28 dni, z tym że po 1 roku i po 2 latach wytrzymałość przewyższała wytrzymałość betonu bez tego dodatku.

Uzyskano konkretne recepty technologiczne na betony klasy B 7.5 - B 45 o gwarantowanej wytrzymałości, wodoszczelności i mrozoodporności, zawierające dodatki mechanicznie aktywowanych popiołów fluidalnych z różnych kotłów energetycznych. Obserwacje prototypowych aplikacji betonów z dodatkiem Flubet w nawierzchni drogi lokalnej, w elementach żelbetowych konstrukcji budynków oraz w prefabrykatach drobnowymiarowych są pozytywne. Ponadto w każdym przypadku stosowanie betonów z dodatkiem Flubet przynosi znaczne efekty ekonomiczne. Dzięki potwierdzonej trwałości betonów z Flubetem otwierają się nowe możliwości wykorzystania popiołów ze spalania fluidalnego w sposób nie tylko przyjazny dla środowiska, ale też korzystny z uwagi na jakość budynków i konstrukcji budowlanych. BIBLIOGRAFIA 1. Patent 1838: Sposób i urządzenie do otrzymywania materiałów wiążących z popiołów kotłów energetycznych zwłaszcza z paleniskiem fluidalnym, Urząd Patentowy RP, 1 2. M. A. Glinicki, K. Ładyżyński, Wpływ dodatku aktywowanych popiołów lotnych ze spalania fluidalnego na właściwości betonów konstrukcyjnych, VIII Międzynarodowa Konferencja Popioły z energetyki, UPS, Międzyzdroje 1, 119-133 3. M. A. Glinicki, K. Ładyżyński, Aktywowany popiół lotny z kotłów o spalaniu fluidalnym nowy dodatek do betonów, XVIII Konferencja Beton i prefabrykacja, Popowo 2, Tom 1, 1-127 4. M.A.Glinicki, M.Zieliński, Influence of fly ash type on modulus of elasticity and strength of concrete, International Conference Concrete and Concrete Structures, Zilina, April 2 5. Aprobata Techniczna ITB: AT-15-5257/1, Warszawa, 1 6. Aprobata Techniczna IBDiM :AT 2-4-1249, Warszawa, 2