Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego



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

Wpływ obciążenia i wilgotności na wartości wskaźnika nośności mieszaniny popiołowo-żużlowej ze składowiska elektrowni skawina

Wpływ zbrojenia rozproszonego na właściwości geotechniczne popiołu lotnego

WPŁYW STABILIZACJI CEMENTEM LUB SILMENTEM NA WYTRZYMAŁOŚĆ I MROZOODPORNOŚĆ GRUNTU PYLASTEGO

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE I MROZOODPORNOŚĆ POPIOŁO-ŻUŻLA STABILIZOWANEGO SPOIWAMI HYDRAULICZNYMI

Wskaźnik nośności cbr kompozytów z odpadów powęglowych i popiołu lotnego

WODOPRZEPUSZCZALNOŚĆ PRZEPALONYCH ODPADÓW POWĘGLOWYCH ORAZ ICH MIESZANEK Z POPIOŁEM LOTNYM

Określenie wpływu dodatku bentonitu na polepszenie właściwości geotechnicznych osadów dennych Zbiornika Rzeszowskiego.

Wytrzymałość i mrozoodporność stabilizowanych popiołów lotnych

ŚCIŚLIWOŚĆ ODPADÓW POWĘGLOWYCH I ICH MIESZANEK Z POPIOŁAMI LOTNYMI. Katarzyna Kamińska, Mariusz Cholewa, Michał Stanisławski

ZASTOSOWANIE POPIOŁÓW LOTNYCH Z WĘGLA BRUNATNEGO DO WZMACNIANIA NASYPÓW DROGOWYCH

Temat: Badanie Proctora wg PN EN

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE I NOŚNOŚĆ KRUSZYWA Z ŻUŻLI PALENISKOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD WARUNKÓW WODNYCH

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY Z PIASKU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

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

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE MIESZANINY POPIOŁOWO-ŻUŻLOWEJ STABILIZOWANEJ SPOIWAMI HYDRAULICZNYMI

WPŁYW METODY BADAŃ NA WARTOŚCI PARAMETRÓW CHARAKTERYZUJĄCYCH WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE GRUNTU SPOISTEGO

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

Podbudowy z gruntów i kruszyw stabilizowanych spoiwami w budownictwie drogowym. dr inż. Cezary Kraszewski Zakład Geotechniki i Fundamentowania

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

UBOCZNE PRODUKTY SPALANIA W DROGOWNICTWIE NORMY A APROBATY TECHNICZNE

Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w budownictwie komunikacyjnym

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

Stabilizacja gruntów pylastych cementem z dodatkiem środka jonowymiennego Stabilization of silty soils using cement with an ion-exchanger

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

BADANIA MODUŁÓW SPRĘŻYSTOŚCI I MODUŁÓW ODKSZTAŁCENIA PODBUDÓW Z POPIOŁÓW LOTNYCH POD OBCIĄŻENIEM STATYCZNYM

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

WPŁYW WARUNKÓW WODNYCH NA WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE KRUSZYWA Z ŻUŻLA HUTNICZEGO

WPŁYW ASFALTU SPIENIONEGO NA WŁAŚCIWOŚCI RECYKLOWANEJ PODBUDOWY

SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY I ULEPSZONE PODŁOŻA Z KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

W AŒCIWOŒCI GEOTECHNICZNE GRUNTÓW SPOISTYCH Z TERENU BIA EGOSTOKU WZMACNIANYCH CEMENTEM LUB WAPNEM 2)

ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU LUB KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

PORÓWNANIE W AŒCIWOŒCI WYBRANYCH ŒRODKÓW DO STABILIZACJI GRUNTÓW NA BUDOWIE AUTOSTRADY A1

Instytut Techniki Budowlanej. Techniczne aspekty budowy kompleksów sportowych Moje Boisko-Orlik 2012

Wprowadzenie. Tymoteusz ZYDROŃ

Nauka Przyroda Technologie

Mieszanki CBGM wg WT5 na drogach krajowych

ZBIÓR WYMAGAŃ ZAGĘSZCZENIA GRUNTU DLA BUDOWNICTWA I DROGOWNICTWA

Dokumentacja budowy odcinka drogi powiatowej Nr 4420 W Niegów Młynarze wariant alternatywny prze tereny ALP

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

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE GRUNTÓW PYLASTYCH STABILIZOWANYCH POPIOŁAMI FLUIDALNYMI *

WYKORZYSTANIE ODPADOWYCH POPIOŁÓW LOTNYCH DO WYTWARZANIA BETONU JAKO ELEMENT BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

ANALIZA WPŁYWU SEPAROWANYCH POPIOŁÓW DENNYCH NA MROZOODPORNOŚĆ BETONU

Instytut Badawczy Dróg g i Mostów. Instytut Badawczy Dróg i Mostów Warszawa

D Podbudowa z chudego betonu

UBOCZNE PRODUKTY SPALANIA W DROGOWNICTWIE. Tomasz Szczygielski Polska Unia Ubocznych Produktów Spalania

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT. Podłoża pod posadzki

INSTRUKCJA LABORATORYJNA I TECHNICZNOLOGICZNA STOSOWANIA STABILZATORA GRUNTÓW EN-1 DO CELÓW DROGOWYCH

Nasyp budowlany i makroniwelacja.

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Zagęszczanie gruntów niespoistych i kontrola zagęszczenia w budownictwie drogowym

PL B1. Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa,PL BUP 21/04

PODBUDOWA I ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

KATEGORIA Oznaczenie kodu według Wspólnego Słownika Zamówień (CPV) ROBOTY DROGOWE - PODBUDOWA Z KRUSZYW WYMAGANIA OGÓLNE

Nasypy projektowanie.

Możliwość stosowania frakcjonowanych UPS w produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1110

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

METODY BADAŃ I KRYTERIA ZGODNOŚCI DLA WŁÓKIEN DO BETONU DOŚWIADCZENIA Z BADAŃ LABORATORYJNYCH

ST-5 Podbudowa z tłucznia

Profesjonalizm Jakość Ekologia. Katalog produktów

SPECYFIKACJA TECHNICZNA D ULEPSZONE PODŁOŻE Z KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

Nowe technologie w nawierzchniach betonowych beton wałowany

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

D PODBUDOWA I ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU LUB KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

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

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 442

BADANIA PARAMETRÓW ZAGĘSZCZALNOŚCI GRUBOZIARNISTEGO KRUSZYWA Z ŻUŻLA WIELKOPIECOWEGO

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1110

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT D-02 WYRÓWNANIE PODBUDOWY KRUSZYWEM ŁAMANYM

PARAMETRY KONTAKTU MIĘDZYFAZOWEGO WYBRANYCH MATERIAŁÓW STOSOWANYCH W BUDOWNICTWIE ZIEMNYM

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

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

KRUSZYWA WAPIENNE ZASTOSOWANIE W PRODUKCJI BETONU TOWAROWEGO I ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

KOMPENDIUM DLA PROJEKTANTÓW

SPECYFIKACJA TECHNICZNA D Z GRUNTU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

M ZASYPKA GRUNTOWA. 1. Wstęp. 2. Materiały. 1.1 Przedmiot ST

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D PODBUDOWA Z CHUDEGO BETONU

Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

D PODBUDOWA Z KRUSZYW. WYMAGANIA OGÓLNE

Właściwości tworzyw autoklawizowanych otrzymanych z udziałem popiołów dennych

LEKKIE KRUSZYWO SZTUCZNE KOMPLEKSOWE ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW KOMUNALNYCH I PRZEMYSŁOWYCH. Jarosław Stankiewicz

ROBOTY WYKOŃCZENIOWE Przepusty pod zjazdami

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D PODBUDOWA Z GRUNTU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D WYKONANIE PROFILOWANIA I ZAGĘSZCZENIA PODŁOŻA

MIEJSCA POSTOJOWE 1. WSTĘP

Instrukcja stosowania ulepszającego spoiwa drogowego STABIFEN Spoiwex Sp. z o.o r.

Wpływ bio-popiołów na wybrane właściwości zapraw cementowych The impact of bio-ash on the selected properties of cement mortars

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

D T ULEPSZANIE GRUNTU SPOIWEM TE- FRA 15

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH D Podbudowa z chudego betonu

WARTSTWA GRUNTU STABILIZOWANA CEMENTEM

D ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

D ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW LEKKICH MODYFIKOWANYCH ZUśYTYMI ADSORBENTAMI

BADANIE PRZYDATNOŚCI POPIOŁU LOTNEGO ZE SPALANIA BIOMASY DO PRODUKCJI BETONÓW CEMENTOWYCH

Ogólne wymagania dotyczące robót podano w Specyfikacji DM Wymagania ogólne.

Transkrypt:

ISSN 1644-0765 DOI: http://dx.doi.org/10.15576/asp.fc/2015.14.3.43 www.acta.media.pl Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus 14 (3) 2015, 43 54 Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego Andrzej Gruchot, Daniel Michniak Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu zbrojenia rozproszonego na wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego pochodzącego z Elektrowni Skawina w Skawinie stabilizowanego 3% dodatkiem wapna hydratyzowanego lub cementu portlandzkiego. Jako zbrojenie zastosowano paski folii o wymiarach 5 10, 10 10, 20 10 oraz 20 20 mm oraz syntetyczne mikrowłókna Fibrofor High Grade. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że wytrzymałość na ściskanie popiołu ze zbrojeniem włóknami Fibrofor High Grade była dwukrotnie większa niż w przypadku badań z paskami folii. Wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego z dodatkiem cementu portlandzkiego była wyraźnie wyższa niż przy dodatku wapna hydratyzowanego. Słowa kluczowe: popiół lotny, zbrojenie rozproszone, spoiwo hydrauliczne, wytrzymałość na ściskanie WSTĘP W budownictwie ziemnym coraz częściej wykorzystywane są metody mające na celu polepszenie parametrów wytrzymałościowych gruntów. Najczęściej spotykaną formą jest zbrojenie gruntu, które w wyniku tarcia zachodzącego pomiędzy zbrojeniem a ośrodkiem gruntowym przenosi siły rozciągające. Zbrojenie stosuje się w różnej formie: począwszy od cięgien z płaskowników metalowych, syntetycznych georusztów lub geotekstyliów, kotew składających się z metalowego cięgna i betonowej otuliny, do zbrojenia rozproszonego z krótkich włókien z tworzyw naturalnych bądź sztucznych, pozyskiwanych niekiedy z materiałów odpadowych [Pawłowski i in. 2008]. Zbrojenie może mieć także postać włókien ciągłych, jak w przypadku techniki Texsol [Jarominiak 1999]. Adres do korespondencji Corresponding Authors: dr inż. Andrzej Gruchot, Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 24-28, 30-059 Kraków; dr inż. Daniel Michniak, absolwent Wydziału Inżynierii Środowiska i Geodezji Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, e-mail: rmgrucho@cyf-kr.edu.pl, daniel-michniak@wp.pl. Copyright by Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Kraków 2015

44 A. Gruchot, D. Michniak Z drugiej strony wymogi ochrony środowiska powodują, że do celów budownictwa ziemnego wykorzystuje się kruszywa sztuczne powstające w wyniku przeróbki odpadów przemysłowych. Znaczna ilość tych materiałów cechuje się parametrami geotechnicznymi wskazującymi na ich przydatność, ale są również i takie, które wymagają wzmocnienia przez dodatek stabilizatora lub zbrojenia. Do materiałów takich można zaliczyć uboczne produkty spalania węgla kamiennego bądź brunatnego w elektrowniach lub elektrociepłowniach. Odpowiednio przetworzone odpady poenergetyczne mogą stanowić wartościowy produkt w wielu dziedzinach gospodarki, będąc tańszą alternatywą dla tradycyjnych rozwiązań. Materiały te mogą być stosowane jako zamiennik gruntów mineralnych, przyczyniając się w ten sposób do zmniejszenia ilości odpadów trafiających na składowiska, a tym samym sprzyjać racjonalnemu wykorzystaniu surowców mineralnych [Galos i Uliasz-Bocheńczyk 2005, Pyssa 2005]. Popioły lotne znalazły szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki, począwszy od górnictwa podziemnego, rolnictwa, budownictwa zimnego, do przemysłu ceramicznego włącznie. W budownictwie drogowym popioły mogą być używane jako materiał samoistny pod warunkiem stosowania warstw ochronnych przed wodą, a także do produkcji spoiw drogowych w przypadku popiołów krzemianowo-glinowych. Stanowią alternatywę dla cementu przy stabilizacji podbudowy dróg, głównie o niewielkim stopniu natężenia ruchu [Kasprzyk i Pietrakowski 2003, Hycnar 2009, Filipiak 2011, Gruchot i in. 2015]. W wielu jednak przypadkach odpady te wymagają wzmocnienia przez stosowanie np. zbrojenia rozproszonego, co wpływa na poprawę właściwości wytrzymałościowych. CEL I ZAKRES BADAŃ Celem badań było określenie wpływu zbrojenia rozproszonego na wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego pochodzącego ze zsypów przy elektrofiltrach Elektrowni Skawina w Skawinie stabilizowanego wapnem hydratyzowanym lub cementem portlandzkim klasy 32,5R w ilości 3%. Jako zbrojenie zastosowano paski folii o wymiarach 5 10, 10 10, 20 10 oraz 20 20 mm (ryc. 1a) w ilości 1,0% oraz syntetyczne mikrowłókna Fibrofor High Grade (ryc. 1b) w ilości 0,5 i 1,0% w stosunku do masy szkieletu popiołu. Podstawowe właściwości fizyczne oraz parametry zagęszczalności popiołu lotnego oznaczono metodami standardowymi. Skład uziarnienia oznaczono metodą areometryczną, a gęstość właściwą szkieletu metodą kolby miarowej w wodzie destylowanej. Wilgotność optymalną i maksymalną gęstość objętościową szkieletu oznaczono w aparacie Proctora w cylindrze o objętości 1,0 dm 3, przy energii zagęszczania 0,59 J cm 3. Oznaczenie wytrzymałości na ściskanie popiołu lotnego przeprowadzono na co najmniej 3 próbkach o wysokości i średnicy 8,0 cm (ryc. 2), formowanych w aparacie Proctora przy energii zagęszczania 0,59 J cm 3 i wilgotności zbliżonej do optymalnej. Wskaźnik zagęszczenia tak przygotowanych próbek wynosił od 0,99 do 1,01. Badania wykonano bezpośrednio po uformowaniu próbek oraz po 7-dobowej pielęgnacji powietrznej i powietrzno-wodnej (tylko dla zbrojenia mikrowłóknami Fibrofor High Grade). Prędkość ściskania próbek wynosiła 6 mm min 1. Acta Sci. Pol.

Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego 45 Ryc. 1. Widok zbrojenia rozproszonego wykorzystanego w badaniach wytrzymałości na ściskanie (fot. A. Gruchot) Fig. 1. View of the fiber reinforcement used in the compressive strength research (photo A. Gruchot) a) b) Ryc. 2. Próbka przed badaniem (a) i po badaniu (b) (fot. D. Michniak) Fig. 2. The sample before the test (a) and after the test (b) (photo D. Michniak) Pielęgnacja powietrzna polegała na zabezpieczeniu próbek przez 7 dób przed wysychaniem w temperaturze pokojowej. Natomiast pielęgnacja powietrzno-wodna polegała na zabezpieczeniu próbek przed wysychaniem przez 3 doby w temperaturze pokojowej, po czym zanurzeniu ich na 1 cm w wodzie przez 1 dobę, a następnie na całkowitym zanurzeniu w wodzie przez 3 doby. Wykorzystane w badaniach paski folii (ryc. 1a) zostały przycięte z drukarskiego materiału odpadowego, jakim była folia o grubości 0,15 mm. Natomiast mikrowłókna Formatio Circumiectus 14 (3) 2015

46 A. Gruchot, D. Michniak Fibrofor High Grade (ryc. 1b) są standardowo stosowane do zbrojenia betonu konstrukcyjnego oraz produkcji betonu pompowego, natryskowego, prefabrykatów oraz do wykonywania płyt fundamentowych lub posadzek przemysłowych [Materiały informacyjne Fibrofor 2011]. Mikrowłókna te posiadają formę nacinanych wzdłużnie (fibrylowanych), wiązkowanych uszlachetnionych włókien. Podstawowe właściwości fizyczne włókien Fibrofor High Grade zestawiono w tab. 1. Tabela 1. Właściwości fizyczne włókien Fibrofor High Grade [Materiały informacyjne Fibrofor 2011] Table 1. Physical properties of Fibrofor High Grade fibers [Materiały informacyjne Fibrofor 2011] Parametr Parameter Materiał Material Postać Form Długość Length Kolor Color Odporność na kwasy/zasady Resistance to acids/alkalis Siła zrywająca Tensile strength Moduł sprężystości Modulus of elasticity Temperatura mięknienia The softening temperature Grubość folii Foil thickness Opis Description czysty, uszlachetniony poliolefin clean, refined polyolefins włókno skręcone, fibrylowane twisted fiber, fibrillated 38 mm ± 5% beżowy beige obojętny inert około about 400 N mm 2 około about 4900 N mm 2 około about 150oC około about 80 μm WYNIKI BADAŃ Właściwości fizyczne W składzie uziarnienia popiołu lotnego dominowała frakcja pyłowa, której zawartość wynosiła ponad 89%, frakcji iłowej było ponad 10%, a udział frakcji piaskowej był niewielki i wynosił 0,3%. Zgodnie z nomenklaturą geotechniczną [PN-EN ISO 14688:2006] badany materiał sklasyfikowano jako kilkufrakcyjny, dobrze uziarniony pył (tab. 2). Gęstość właściwa popiołu lotnego wynosiła 2,18 g cm 3 i była zbliżona do gęstości popiołów lotnych z Elektrociepłowni Kraków [Zawisza i Zydroń 2004, Zawisza i in. 2006]. Kapilarność bierna była większa niż 1,7 m, dlatego badany popiół lotny sklasyfikowano jako wysadzinowy [PN-S-02205:1998]. Maksymalna gęstość objętościowa szkieletu popiołu lotnego wynosiła 1,13 g cm 3 przy wilgotności optymalnej 35%. Acta Sci. Pol.

Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego 47 Tabela 2. Charakterystyka geotechniczna popiołu lotnego Table 2. Geotechnical characteristic of the fly ash Parameter Symbol Unit Value Zawartość frakcji Fraction content: piaskowa sand, Sa 2 0,063 mm pyłowa silt, Si 0,063 0,002 mm iłowa clay, Cl <0,002 mm Nazwa gruntu wg PN-EN ISO 14688:2006 Soil name acc. to PN-EN ISO 14688:2006 Średnice zastępcze Grain diameter at 10, 30 and 60% passing Wskaźnik różnoziarnistości Coefficient of uniformity Wskaźnik krzywizny uziarnienia Coefficient of curvature Gęstość właściwa Density of solid particles Maksymalna gęstość objętościowa Maximum dry density of solid particles Wilgotność optymalna Optimum moisture content Kapilarność bierna* Passive capillary *za acc. to Gruchot i Sieczka 2013 Wytrzymałość na ściskanie Sa Si Cl d 10 % 0,3 89,3 10,4 Pył (Si) Silt (Si) 0,0016 d 30 mm 0,0073 d 60 0,0191 C U 11,94 C C 1,74 ρ s g cm 3 2,18 ρ ds g cm 3 1,13 w opt % 35,1 H kb m > 1,70 Wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego zależała od rodzaju i ilości użytego zbrojenia rozproszonego oraz rodzaju spoiwa, a także zastosowanej pielęgnacji. Zbrojenie rozproszone w postaci pasków foli Wytrzymałość na ściskanie próbek popiołu lotnego bez dodatku spoiwa i pasków folii w badaniach bezpośrednio po ich uformowaniu była niewielka i wynosiła 0,14 MPa (tab. 3). Zastosowanie 7-dobowej pielęgnacji powietrznej i dodatku 1% zbrojenia spowodowało kilkukrotne zwiększenie wytrzymałości na ściskanie od ponad 3,3-krotne w badaniach próbek ze zbrojeniem folią 10 5 mm do 4,3-krotne ze zbrojeniem folią 10 10 mm i 2,9-krotne przy zbrojeniu folią 20 10 i 20 20 mm. W przypadku próbek z 3% dodatkiem wapna zwiększenie wymiarów pasków folii spowodowało zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie od 0,54 MPa dla próbek bez zbrojenia do 0,37 MPa w przypadku próbek ze zbrojeniem paskami 20 10 i 20 20 mm. Podobną zależność stwierdzono w odniesieniu do próbek z 3% dodatkiem cementu. Formatio Circumiectus 14 (3) 2015

48 A. Gruchot, D. Michniak Dodatek zbrojenia w postaci pasków foli spowodował zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie od 0,89 MPa dla próbek bez zbrojenia do 0,55 MPa w przypadku próbek ze zbrojeniem paskami folii 20 20 mm (ryc. 3). Tak więc zastosowanie zbrojenia w tej samej ilości, ale o większych wymiarach pasków folii spowodowało prawie 2-krotne zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie. Tabela 3. Wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego bez dodatku i z dodatkiem spoiwa oraz zbrojenia rozproszonego Table 3. Value of the compressive strength of fly ash with and without the additive of a binder and fiber reinforcement Paski folii Foil strips Rodzaj zbrojenia Type of reinforcement brak without 10 5 10 10 20 10 20 20 Fibrofor High Grade Pielęgnacja próbek Curing of samples czas time doby days 0 7 7 0 7 7 typ type spoiwo binder Dodatek Addition zbrojenie fiber reinforcement Wytrzymałość na ściskanie próbek Compressive strength of samples bez dodatku spoiwa without a binder z dodatkiem spoiwa with a binder wapno lime % MPa po uformowaniu after forming powietrzna air powietrzna air po uformowaniu after forming powietrzna air powietrzno- -wodna air-water cement 0 0 0,14 0,15 0,15 0 0,42 0 3 0,54 0,89 0 0,49 3 0,49 0,78 0 0,64 3 0,45 0,80 1 0 0,43 3 0,36 0,64 0 0,44 3 0,38 0,55 0 0,20 0,17 3 0,5 0,25 0,25 1 0,40 0,32 0 0,42 0 0,5 0,58 1,0 0,76 0 0,54 0,89 3 0,5 0,83 0,99 1,0 0,99 1,25 0 0,27 3 0,5 0,67 0,84 1 0,92 1,02 Acta Sci. Pol.

Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego 49 Ryc. 3. Wpływ wymiarów pasków foli oraz rodzaju spoiwa na wytrzymałości na ściskanie popiołu lotnego Fig. 3. The influence of the dimensions of the foil strips and the type of binder on the compressive strength of the fly ash Podsumowując dodatek wapna nie spowodował istotnych zmian wytrzymałości na ściskanie w stosunku do próbek bez dodatku spoiwa lub jej zmniejszenie przy wymiarach zbrojenia 20 10 i 20 20 mm. Natomiast w przypadku dodatku cementu stwierdzono zwiększenie wytrzymałości na ściskanie 1,6-krotne przy zbrojeniu folią o wymiarach 10 5 mm i 1,3-krotne przy zbrojeniu folią 20 20 mm. Uzyskane wyniki badań z dodatkiem zbrojenia rozproszonego w postaci pasków foli wskazują, że największe wartości wytrzymałości na ściskanie uzyskano przy najmniejszych wymiarach zbrojenia, a więc większym rozproszeniu zbrojenia. Również dodatek spoiwa w postaci cementu istotnie wpłynął na zwiększenie wytrzymałości na ściskanie w porównaniu z dodatkiem wapna. Zbrojenie rozproszone w postaci włókien Fibrofor High Grade Wytrzymałość na ściskanie próbek popiołu lotnego bez spoiwa po 7 dobach pielęgnacji oznaczono jedynie po pielęgnacji powietrznej, ponieważ przy pielęgnacji powietrzno- -wodnej próbki uległy rozmoknięciu. Wartości wytrzymałości wahały się od 0,42 MPa bez dodatku zbrojenia do 0,76 MPa przy 1% dodatku zbrojenia. Wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego z dodatkiem 3% wapna przy wzroście dodatku zbrojenia od 0 do 1% zwiększyła się 2-krotnie w badaniach bezpośrednio po uformowaniu próbek (ryc. 4a) oraz po 7-dobowej pielęgnacji powietrznej. Natomiast w przypadku pielęgnacji powietrzno-wodnej próbki bez zbrojenia uległy rozmoknięciu, a przy wzroście dodatku zbrojenia od 0,5 do 1,0% uzyskano 1,4-krotne zwiększenie wytrzymałości na ściskanie. Należy również wskazać, że przy pielęgnacji powietrzno- -wodnej otrzymano niższe wartości wytrzymałości na ściskanie w stosunku do pielęgnacji powietrznej, a więc 3-dobowe zanurzenie próbek w wodzie znacznie zmniejszyło wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego. Formatio Circumiectus 14 (3) 2015

50 A. Gruchot, D. Michniak Ryc. 4. Wpływ dodatku włókien Fibrofor High Grade na wytrzymałość na ściskanie w zależności od zastosowanej pielęgnacji Fig. 4. The influence of the additive of Fibrofor High Grade fiber on the compressive strength depending of the type of curing Dodatek 3% cementu do popiołu lotnego, przy wzroście dodatku zbrojenia od 0 do 1% spowodował prawie 2-krotne zwiększenie wytrzymałości na ściskanie w badaniach bezpośrednio po uformowaniu próbek (ryc. 4b) i były to wartości nieco niższe w stosunku do badań popiołu z dodatkiem wapna. Zastosowanie pielęgnacji powietrznej pozwoliło uzyskać 1,4-krotne zwiększenie wytrzymałości na ściskanie i w stosunku do próbek z wapnem było to 1,7-krotne zwiększenie w badaniach bez dodatku zbrojenia i średnio 1,3-krotne z jego dodatkiem w ilości 0,5 i 1%. Zastosowanie cementu w przypadku pielęgnacji powietrzno-wodnej nie spowodowało rozpłynięcia próbek bez zbrojenia i prawie 4-krotne zwiększenie wytrzymałości na ściskanie przy wzroście dodatku zbrojenia od 0 do 1%. W stosunku do wapna uzyskano zwiększenie wytrzymałości na ściskanie od 1,3- do 1,1-krotne odpowiednio do dodatku zbrojenia 0,5 i 1%. Analizując wpływ zastosowanej pielęgnacji, stwierdzono, że największe zwiększenie wytrzymałości na ściskanie w stosunku do badań przeprowadzonych bezpośrednio po uformowaniu próbek (ryc. 5a) uzyskano przy pielęgnacji powietrznej od 0,20 do 0,54 MPa w badaniach bez dodatku zbrojenia oraz od 0,40 do 0,99 MPa przy 1% dodatku zbrojenia (ryc. 5b). Natomiast w przypadku pielęgnacji powietrzno-wodnej było to również zwiększenie wytrzymałości, ale o około 10 do 15% mniejsze niż przy pielęgnacji powietrznej (ryc. 5c). Porównując uzyskane wyniki wytrzymałości na ściskanie, stwierdzono, że najwyższe wartości uzyskano przy dodatku 0,5 i 1,0% zbrojenia i 3% dodatku cementu po 7-dobowej pielęgnacji powietrzno-wodnej. Najniższe jej wartości uzyskano przy dodatku 3% obydwu spoiw w badaniach bezpośrednio po uformowaniu próbek. Acta Sci. Pol.

Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego 51 Ryc. 5. Wpływ zastosowanej pielęgnacji i dodatku spoiwa na wytrzymałość na ściskanie próbek z dodatkiem włókien Fibrofor High Grade Fig. 5. The influence of the binder addition and curing type on the compressive strength of the samples with Fibrofor High Grade fiber Porównanie wyników badań dla obydwu rodzajów zbrojenia Porównując wartości wytrzymałości na ściskanie uzyskane przy pielęgnacji powietrznej dla obydwu rodzajów zbrojenia, można stwierdzić, że dodatek włókien Fibrofor High Grade do popiołu lotnego pozwolił uzyskać istotnie wyższą wytrzymałość w stosunku do Formatio Circumiectus 14 (3) 2015

52 A. Gruchot, D. Michniak zbrojenia w postaci foli. Zależność ta była obserwowana w badaniach zarówno bez, jak i z dodatkiem spoiwa hydraulicznego. W badaniach bez dodatku spoiwa z 1% dodatkiem zbrojenia w postaci włókien Fibrofor High Grade uzyskano zwiększenie wytrzymałości na ściskanie średnio o 0,30 MPa w stosunku do popiołu lotnego z dodatkiem folii (ryc. 6a). Ryc. 6. Wpływ dodatku spoiwa hydraulicznego i zbrojenia na wytrzymałości na ściskanie popiołu lotnego przy pielęgnacji powietrznej Fig. 6. The influence of the binder and fiber reinforcement on the compressive strength of the fly ash after air curing Acta Sci. Pol.

Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego 53 Wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego z 3% dodatkiem wapna była wyższa przy zastosowaniu zbrojenia włóknami Fibrofor High Grade o około 0,50 do 0,63 MPa w stosunku od badań z folią o wymiarach odpowiednio 10 5 i 20 20 mm (ryc. 6b). W badaniach z dodatkiem cementu i zbrojenia w postaci włókien Fibrofor High Grade uzyskano zwiększenie wytrzymałości na ściskanie od 0,47 do 0,70 MPa w stosunku do badań ze zbrojeniem w postaci folii (ryc. 6c). Największe zwiększenie, bo 2-krotne, stwierdzono w stosunku do zbrojenia folią o wymiarach 20 10 i 20 20 mm oraz 1,5-krotne przy zbrojeniu folią o wymiarach 10 5 i 10 10 mm. WNIOSKI Uzyskane wyniki badań pozwoliły na wyciągnięcie następujących wniosków: 1. Stosując jako zbrojenie paski folii, najwyższe wartości wytrzymałości na ściskanie uzyskano dla najmniejszego ich wymiaru. Wzrost wymiarów pasków spowodował zmniejszenie wytrzymałości na ściskanie popiołu lotnego. 2. Dodatek zbrojenia rozproszonego w postaci włókien Fibrofor High Grade spowodował zwiększenie wytrzymałości na ściskanie popiołu lotnego. Wpływ zbrojenia był różny i zależał od przyjętej wielkości jego dodatku i zastosowanego spoiwa hydraulicznego. 3. Zbrojenie popiołu lotnego włóknami Fibrofor High Grade okazało się znacznie lepszym rozwiązaniem w porównaniu z paskami folii. Uzyskano co najmniej 2-krotnie większą wytrzymałość na ściskanie w badaniach ze zbrojeniem włóknami Fibrofor High Grade w stosunku do badań z paskami folii. 4. Wytrzymałość na ściskanie popiołu lotnego z dodatkiem cementu portlandzkiego była wyraźnie wyższa niż przy dodatku wapna hydratyzowanego. PIŚMIENNICWO Filipiak, J. (2011). Popiół lotny w budownictwie. Badania wytrzymałościowe gruntów stabilizowanych mieszanką popiołowo-cementową. Rocz. Ochr. Środ., 13, 1043 1054. Galos, K., Uliasz-Bocheńczyk, A. (2005). Źródła i użytkowanie popiołów lotnych ze spalania węgli w Polsce. Gospod. Surow. Mineral., 21(1), 23 40. Gruchot, A., Sieczka, P. (2013). Wpływ zbrojenia rozproszonego na właściwości geotechniczne popiołu lotnego. Drogownictwo, 7 8, 241 246. Gruchot, A., Zydroń, R., Gałowicz, E. (2015). Parametry wytrzymałościowe fluidalnego popiołu lotnego z Elektrowni Połaniec. Ann. Set Environm. Protec., 17, 498 518. Hycnar, J. (2009). EUROCOALASH weryfikacja popiołów lotnych ze spalania węgla. Energetyka, 1, 48 53. Jarominiak, A. (1999). Lekkie konstrukcje oporowe. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa. Kasprzyk, K., Pietrakowski, P. (2003). Wykorzystanie popiołów lotnych w gospodarce. Zakład Spalania i Detonacji, www.spalanie.pwr.wroc.pl. Materiały informacyjne Fibrofor (2011). Chem-Tech. Pawłowski, A., Garlikowski, D., Orzeszyna, H., Lejcuś, K. (2008). Możliwość wykorzystania zbrojenia rozproszonego do poprawy właściwości gruntów. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 9, 137 146. Formatio Circumiectus 14 (3) 2015

54 A. Gruchot, D. Michniak PN EN-ISO-14688-2:2006. Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Cz. 2: Zasady klasyfikacji. PN-S-02205:1998. Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania. Pyssa, J. (2005). Odpady z energetyki przemysłowe zagospodarowanie odpadów z kotłów fluidalnych. Gospod. Surow. Mineral., 21(3), 83 91. Zawisza, E., Gruchot, A., Michalski, P. (2006). Wpływ stabilizacji cementem lub wapnem na wytrzymałość i mrozoodporność odpadów energetycznych ze składowiska Elektrociepłowni Łęg w Krakowie. Inżyn. Morska Geotech., 1 2, 22 30. Zawisza, E., Zydroń, T. (2004). Badania wpływu zagęszczenia i wilgotności na wytrzymałość na ścinanie popiołów lotnych. XI Międzynarodowa Konferencja Popioły z energetyki. Wydawnictwo Ekotech, 255 266. Compression strength of fly ash with the addition of fiber reinforcement Abstract. The paper presents tests results of research on the influence of fiber reinforcement on the compressive strength of fly ash from Skawina Power Plant stabilized with 3% addition of hydrated lime and cement. 5 10, 10 10, 20 10 and 20 20 mm foil strips and Fibrofor High Grade synthetic microfibers were used as a reinforcement. The results revealed that the compressive strength the of fly ash with reinforcement Fibrofor High Grade fibers was 2-times higher compared to the tests with foil strips. The compressive strength of the fly ash with the addition of Portland cement was significantly higher than with the addition of hydrated lime. Key words: fly ash, fiber reinforcement, hydraulic binding agent, compression strength. Zaakceptowano do druku Accepted for print: 15.09.2015 Do cytowań For citation: Gruchot, A., Michniak, D. (2015). Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 14(3), 43 54. Acta Sci. Pol.