PL244494B1 - Cement with the sulfate regulator of setting time - Google Patents
Cement with the sulfate regulator of setting time Download PDFInfo
- Publication number
- PL244494B1 PL244494B1 PL422988A PL42298817A PL244494B1 PL 244494 B1 PL244494 B1 PL 244494B1 PL 422988 A PL422988 A PL 422988A PL 42298817 A PL42298817 A PL 42298817A PL 244494 B1 PL244494 B1 PL 244494B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cement
- waste
- dust
- setting time
- anhydrite
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 114
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 103
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 95
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 84
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 40
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 abstract description 9
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 32
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 101100257127 Caenorhabditis elegans sma-2 gene Proteins 0.000 description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 7
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- -1 molybdenum ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011431 lime mortar Substances 0.000 description 1
- 239000011379 limecrete Substances 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest cement z siarczanowym regulatorem czasu wiązania stanowiącym substytut siarczanu wapnia standardowo wykorzystywanego w technologii produkcji cementu, zwłaszcza gipsu lub anhydrytu. Cement ten charakteryzuje się tym, że obok podstawowego składnika cementu w postaci klinkieru, zwłaszcza portlandzkiego, zawiera regulator czasu wiązania w postaci: kotłowych pyłów odpadowych ze spalania odpadów w spalarni, o kodzie 190115* zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. 2014 póz. 1923), to jest pyłów z kotłów zawierających substancje niebezpieczne, mieszczących się w grupie 19 (Odpady z instalacji i urządzeń służących zagospodarowaniu odpadów, z oczyszczalni ścieków oraz z uzdatniania wody pitnej i wody do celów przemysłowych) i podgrupie 1901 (Odpady ze spalarni odpadów, w tym z instalacji do pirolizy odpadów), albo, mieszanki kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* z naturalnym siarczanem wapnia w postaci gipsu lub anhydrytu, w której to mieszance udział kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* wynosi co najmniej 1%, korzystnie od 10% do 30%, przy czym, zastosowane pyły odpadowe o kodzie 190115* zawierają co najmniej 20% SO3 oraz co najwyżej 2% korzystnie poniżej 1% chloru, a proporcje poszczególnych składników dobrane są w taki sposób, by zawartość siarczanu wapnia w przeliczeniu na zawartość tlenku siarki (SO3) w stosunku do masy cementu nie przekraczała 4%.The subject of the application is cement with a sulphate setting time regulator, which is a substitute for calcium sulphate typically used in cement production technology, especially gypsum or anhydrite. This cement is characterized by the fact that, in addition to the basic cement component in the form of clinker, especially Portland cement, it contains a setting time regulator in the form of: boiler waste dust from waste combustion in an incinerator, code 190115* in accordance with the Regulation of the Minister of the Environment of December 9, 2014. regarding the waste catalog (Journal of Laws 2014, item 1923), i.e. dust from boilers containing hazardous substances, included in group 19 (Waste from installations and devices for waste management, from sewage treatment plants and from the treatment of drinking water and water for industrial purposes) and subgroup 1901 (Waste from waste incineration plants, including waste pyrolysis installations), or a mixture of boiler waste dust with code 190115* with natural calcium sulphate in the form of gypsum or anhydrite, in which the mixture contains boiler waste dust with code 190115* is at least 1%, preferably from 10% to 30%, and the used waste dust with code 190115* contains at least 20% SO3 and at most 2%, preferably less than 1% chlorine, and the proportions of the individual ingredients are selected in such a way that the calcium sulphate content calculated as sulfur oxide (SO3) in relation to the cement mass does not exceed 4%.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest cement z siarczanowym regulatorem czasu wiązania stanowiącym substytut siarczanu wapnia standardowo wykorzystywanego w technologii produkcji cementu, zwłaszcza gipsu lub anhydrytu.The subject of the invention is cement with a sulphate setting time regulator, which is a substitute for calcium sulphate typically used in cement production technology, especially gypsum or anhydrite.
Cement stanowi hydrauliczne spoiwo mineralne, otrzymywane w cementowniach z surowców mineralnych (margiel lub wapień i glina). Stosowany jest do przygotowywania zapraw cementowych, cementowo-wapiennych i betonów wykorzystywanych do łączenia materiałów budowlanych. Ze względu na skład i właściwości rozróżnia się dwie podstawowe grupy: cementy powszechnego użytku (w tym cement portlandzki) oraz cementy specjalne. Cement powstaje poprzez wypalenie surowców mineralnych na klinkier w piecu cementowym, a następnie zmielenie otrzymanego spieku z odpowiednim regulatorem czasu wiązania. W znanych mieszankach cementowych jako regulator czasu wiązania stosuje się zwykle naturalny siarczan wapnia w postaci gipsu lub anhydrytu, a czasami również inne dodatki. Przykładowo znany jest cement portlandzki czysty (bez dodatków), który w 95-100% składa się z klinkieru portlandzkiego, który stosuje się do wykonywania betonów wykorzystywanych przy konstrukcjach zbrojonych stropów, nadproży czy słupów. Innym rodzajem cementu jest cement hutniczy, który jest materiałem otrzymywanym przez drobne zmielenie klinkieru portlandzkiego i granulowanego żużla wielkopiecowego (nie mniej niż 36%), z dodatkiem siarczanu wapniowego. Cement hutniczy stosuje się w szczególności do betonów narażonych na działanie siarczanów, gdyż wykazuje wysoką odporność na korozję siarczanową. Betony wykonane z cementu hutniczego w okresie twardnienia wymagają starannej pielęgnacji. Minimum przez 14 dni należy często i obficie polewać je wodą, aby nie dopuścić do wyschnięcia. Zbyt szybkie wysychanie może doprowadzić do znacznego obniżenia wytrzymałości betonu.Cement is a hydraulic mineral binder obtained in cement plants from mineral raw materials (marl or limestone and clay). It is used to prepare cement, cement-lime mortars and concretes used to connect building materials. Due to their composition and properties, there are two basic groups: general-use cements (including Portland cement) and special cements. Cement is made by burning mineral raw materials into clinker in a cement kiln and then grinding the obtained sinter with an appropriate setting time regulator. In known cement mixtures, natural calcium sulfate in the form of gypsum or anhydrite, and sometimes also other additives, are usually used as a setting time regulator. For example, pure Portland cement (without additives) is known, which consists of 95-100% Portland clinker, which is used to make concrete used in the construction of reinforced ceilings, lintels and columns. Another type of cement is metallurgical cement, which is a material obtained by finely grinding Portland clinker and granulated blast furnace slag (not less than 36%), with the addition of calcium sulfate. Metallurgical cement is used in particular for concrete exposed to sulphates, as it is highly resistant to sulphate corrosion. Concrete made of metallurgical cement requires careful care during the hardening period. They should be watered frequently and abundantly for at least 14 days to prevent them from drying out. Drying too quickly may significantly reduce the strength of concrete.
Istotnym składnikiem cementu, wpływającym na jego właściwości oraz możliwości późniejszego zastosowania są materiały regulujące czas wiązania cementu. Z dotychczasowego stanu techniki znane są różnego rodzaju materiały regulujące czas wiązania cementu, w tym materiały pochodzące z odpadów z procesów spalania, w tym z procesów spalania węgla lub odpadów komunalnych, a także dodatków z procesów hutniczych. Przykładowo z chińskiego opisu patentowego CN200310108436 znany jest sposób zastosowania popiołu lotnego ze spalania odpadów komunalnych jako składnika cementu. Zakłada on stosowanie skomplikowanej obróbki popiołu w celu eliminacji metali ciężkich i niepożądanych jonów, na przykład poprzez moczenie w roztworze alkalicznym. Tak oczyszczony popiół stosowany jest jako dodatek mineralny do cementu.An important component of cement that influences its properties and possibilities of subsequent use are materials that regulate the setting time of the cement. Various types of materials are known from the current state of the art to regulate the setting time of cement, including materials derived from waste from combustion processes, including coal combustion processes or municipal waste, as well as additives from metallurgical processes. For example, from the Chinese patent description CN200310108436 there is known a method of using fly ash from the combustion of municipal waste as a component of cement. It involves the use of complex ash treatment to eliminate heavy metals and undesirable ions, for example by soaking in an alkaline solution. The ash purified in this way is used as a mineral additive to cement.
W publikacji J.E. Aubert, B. Husson, N. Sarramone “Utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in blended cement: Part 1: Processing and characterization of MSWI fly ash” Journal of Hazardous Materials 136 (2006) 624-631, autorzy opisują zastosowanie odpadów w postaci popiołów lotnych ze spalarni odpadów komunalnych jako składnika zapraw. Wskazują jednak również na konieczność wcześniejszej obróbki i oczyszczania odpadu, między innymi z siarczanów.In the publication of H.E. Aubert, B. Husson, N. Sarramone “Utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in blended cement: Part 1: Processing and characterization of MSWI fly ash” Journal of Hazardous Materials 136 (2006) 624-631, authors describe the use of waste in the form of fly ash from municipal waste incineration plants as a component of mortars. However, they also indicate the need for prior treatment and purification of the waste, including sulfates.
Rozwiązanie o podobnym charakterze, dotyczące jednak produkcji klinkieru portlandzkiego opisano w japońskim patencie JPH11100243A.A solution of a similar nature, but regarding the production of Portland clinker, is described in the Japanese patent JPH11100243A.
Również z publikacji R. Kikuchi “Recycling of municipal solid waste for cement production: pilotscale test for transforming incineration ash of solid waste into cement clinker” Resources, Conservation and Recycling 31 (2001) 137-147, znany jest sposób utylizacji popiołów ze spalarni odpadów i wykorzystanie ich jako surowców do produkcji klinkieru portlandzkiego.Also from the publication by R. Kikuchi "Recycling of municipal solid waste for cement production: pilotscale test for transforming incineration ash of solid waste into cement clinker" Resources, Conservation and Recycling 31 (2001) 137-147, the method of disposal of ashes from waste incineration plants is known and using them as raw materials for the production of Portland clinker.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.294707 znany jest cement tektoglinokrzemianowy zawierający krzemiany K, Ca i Al oraz krzemiany Li, Na i Mg, w którego produkcji wykorzystuje się lotne pyły z elektrowni węglowych charakteryzowane przez (CaO + MgO).From the Polish patent application No. P.294707, there is known tectoaluminosilicate cement containing K, Ca and Al silicates and Li, Na and Mg silicates, the production of which uses volatile dust from coal-fired power plants characterized by (CaO + MgO).
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.307882 znany jest cement, który obok znanych składników takich jak klinkier portlandzki, żużel wielkopiecowy i gips zawiera aktywny dodatek hydrauliczny w postaci żużla konwertorowego w ilości 20-50% wagowych.A cement is known from the Polish patent application No. P.307882 which, in addition to known ingredients such as Portland clinker, blast furnace slag and gypsum, contains an active hydraulic additive in the form of converter slag in an amount of 20-50% by weight.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.333092 znany jest cement o podwyższonej wytrzymałości początkowej i zwiększonej odporności na korozję, który składa się z 50-95% wagowych klinkieru portlandzkiego, 1-50% wagowych popiołów siarczano-wapniowych z kotłów fluidalnych oraz ewentualnie regulatora czasu wiązania w ilości 0-5% wagowych i innych dodatków modyfikujących w ilości 0-20% wagowych.From the Polish patent application No. P.333092, cement with increased initial strength and increased corrosion resistance is known, which consists of 50-95% by weight of Portland clinker, 1-50% by weight of sulphate-calcium ash from fluidized bed boilers and, optionally, a setting time regulator. in an amount of 0-5% by weight and other modifying additives in an amount of 0-20% by weight.
Znane jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.332713 spoiwo cementowo-popiołowe aktywowane mechanicznie i chemicznie, mające zastosowanie zwłaszcza w drogownictwie, również w budownictwie ogólnym, a ze względu na wysoki stopień rozdrobnienia wykorzystane może być do produkcji gotowych suchych zapraw wykończeniowych oraz do komponowania spoiwowych mieszanek dlaA mechanically and chemically activated cement-ash binder is known from the Polish patent application No. P.332713, used especially in road construction, also in general construction, and due to the high degree of fragmentation it can be used for the production of ready-made dry finishing mortars and for composing binders. mixtures for
PL 244494 Β1 prac górniczych. Spoiwo składa się wagowo z 30 4- 83 części popiołu lotnego fluidalnego, otrzymanego ze spalania węgla w kotłach energetycznych z paleniskiem fluidalnym, zawierającego wolny tlenek wapnia CaO nie mniej niż 6% oraz siarczany SO2 nie mniej niż 5%, zmielonego do powierzchni właściwej nie mniejszej niż 6000 cm2/g według Blaine'a, 12 4- 60 części cementu portlandzkiego, 5^-10 części mikrokrzemionki oraz przy komponowaniu betonów jest zarabiane wodą z aktywatorem chemicznym.PL 244494 Β1 mining works. The binder consists of 30 4-83 parts by weight of fluidized fly ash, obtained from the combustion of coal in power boilers with a fluidized bed furnace, containing free calcium oxide CaO not less than 6% and sulphates SO2 not less than 5%, ground to a specific surface area of not less than than 6000 cm 2 /g according to Blaine, 12 4-60 parts of Portland cement, 5^-10 parts of microsilica and when composing concretes it is mixed with water with a chemical activator.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.341402 znana jest kompozycja, będąca rzadką zaprawą do wstrzykiwania, która zawiera: wodę, spoiwo hydrauliczne, takie jak cement i co najmniej 100 kg/m3 lotnych popiołów pochodzących ze spalania węgla w obiegowym złożu fluidalnym.The Polish patent application No. P.341402 discloses a composition which is a thin injection mortar which contains: water, a hydraulic binder such as cement and at least 100 kg/ m3 of fly ash from coal combustion in a circulating fluidized bed.
Obowiązujące normy dotyczące cementu nie definiują wprost wymagań stawianych siarczanom wapnia przeznaczonym do stosowania jako regulator czasu wiązania cementu. Dodatki te powinny gwarantować zawartość SO3 w cemencie na poziomie podanym w normie. Zgodnie z normą cementową PN-EN 197-1 siarczan (VI) wapnia może być wprowadzany jako gips CaSO4-2H2O, półhydrat CaSO4O,5H2O lub anhydryt CaSO4. Norma dopuszcza również stosowanie siarczanu (VI) wapnia dostępnego jako produkt odpadowy określonych procesów przemysłowych.The applicable cement standards do not directly define the requirements for calcium sulphates intended for use as a cement setting time regulator. These additives should guarantee the SO3 content in the cement at the level specified in the standard. According to the cement standard PN-EN 197-1, calcium sulphate (VI) can be introduced as CaSO4-2H2O gypsum, CaSO4O,5H2O hemihydrate or CaSO4 anhydrite. The standard also allows the use of calcium sulphate available as a waste product of certain industrial processes.
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. 2014 poz. 1923) zawiera wykaz odpadów, w którym wymieniony jest odpad o kodzie 190115* w postaci pyłów z kotłów zawierających substancje niebezpieczne, mieszczący się w grupie 19 (Odpady z instalacji i urządzeń służących zagospodarowaniu odpadów, z oczyszczalni ścieków oraz z uzdatniania wody pitnej i wody do celów przemysłowych) i podgrupie 1901 (Odpady ze spalarni odpadów, w tym z instalacji do pirolizy odpadów). Pyły z kotłów ze spalarni odpadów mogą, w zależności od technologii spalania i odsiarczania spalin zawierać znaczne ilości siarczanu (VI) wapnia w postaci anhydrytu II, jednocześnie odpady takie często zawierają mało rozpuszczalnych związków chloru, co powoduje, iż mogą być w określonych warunkach stosowane jako regulator czasu wiązania cementu.The Regulation of the Minister of the Environment of December 9, 2014 on the waste catalog (Journal of Laws 2014, item 1923) contains a list of waste, which includes waste with code 190115* in the form of dust from boilers containing hazardous substances, falling into the group 19 (Waste from waste management installations and devices, from sewage treatment plants and from the treatment of drinking water and water for industrial purposes) and subgroup 1901 (Waste from waste incineration plants, including waste pyrolysis installations). Dust from waste incineration boilers may, depending on the technology of combustion and flue gas desulfurization, contain significant amounts of calcium sulphate (VI) in the form of anhydrite II, at the same time, such waste often contains little soluble chlorine compounds, which means that under certain conditions they can be used as cement setting time regulator.
Celem twórców niniejszego wynalazku było opracowanie mieszanki cementowej z wykorzystaniem pyłów z kotłów ze spalarni odpadów, które będą posiadać dobre właściwości regulatora wiązania cementu, a jednocześnie będą spełniać wymagania wynikające z obowiązujących norm, zwłaszcza dotyczące ochrony środowiska.The aim of the creators of this invention was to develop a cement mixture using dust from waste incineration boilers that would have good properties as a cement binding regulator and at the same time meet the requirements resulting from applicable standards, especially those regarding environmental protection.
Istotę wynalazku stanowi cement z siarczanowym regulatorem czasu wiązania, który obok podstawowego składnika cementu w postaci klinkieru, zwłaszcza portlandzkiego, zawiera regulator czasu wiązania w postaci mieszanki pyłów odpadowych z kotłów zawierających substancje niebezpieczne z naturalnym siarczanem wapnia w postaci anhydrytu, przy czym wspomniane pyły odpadowe oznaczone są kodem 190115* zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. 2014 poz. 1923), skład pyłów odpadowych jest następujący:The essence of the invention is cement with a sulphate setting time regulator, which, in addition to the basic cement component in the form of clinker, especially Portland cement, contains a setting time regulator in the form of a mixture of waste dust from boilers containing hazardous substances with natural calcium sulphate in the form of anhydrite, with the said waste dust marked are code 190115* in accordance with the Regulation of the Minister of the Environment of December 9, 2014 on the waste catalog (Journal of Laws 2014, item 1923), the composition of waste dust is as follows:
PL 244494 Β1 a udział pyłów odpadowych w mieszance wynosi od 10% do 30%, natomiast procentowy udział poszczególnych składników w cemencie jest następujący: klinkier od 92,4% do 93,5%, anhydryt od 4,1% do 5,4%, pyły odpadowe od 1,2% do 3,5%, a proporcje poszczególnych składników dobrane są w taki sposób, by zawartość siarczanu wapnia w przeliczeniu na zawartość tlenku siarki (SO3) w stosunku do masy cementu nie przekraczała 4%.PL 244494 Β1 and the share of waste dust in the mixture is from 10% to 30%, while the percentage of individual ingredients in the cement is as follows: clinker from 92.4% to 93.5%, anhydrite from 4.1% to 5.4% , waste dust from 1.2% to 3.5%, and the proportions of individual ingredients are selected in such a way that the calcium sulphate content in terms of sulfur oxide (SO3) in relation to the cement mass does not exceed 4%.
Kotłowe pyły odpadowe o kodzie 190115* to pyły z kotłów zawierających substancje niebezpieczne, mieszczące się w grupie 19 (Odpady z instalacji i urządzeń służących zagospodarowaniu odpadów, z oczyszczalni ścieków oraz z uzdatniania wody pitnej i wody do celów przemysłowych) i podgrupie 1901 (Odpady ze spalarni odpadów, w tym z instalacji do pirolizy odpadów).Boiler waste dust with code 190115* is dust from boilers containing hazardous substances, falling into group 19 (Waste from waste management installations and devices, from sewage treatment plants and from the treatment of drinking water and water for industrial purposes) and subgroup 1901 (Waste from waste incineration plants, including waste pyrolysis installations).
Korzystnie, pyły odpadowe z kotłów zawierających substancje niebezpieczne stanowiące składnik regulatora czasu wiązania cementu mają powierzchnię właściwą od 2000 cm2/g do 10000 cm2/g.Preferably, waste dust from boilers containing hazardous substances constituting a component of the cement setting time regulator has a specific surface area from 2000 cm 2 /g to 10,000 cm 2 /g.
Korzystnie, cement zawiera dodatek mineralny w postaci popiołów lotnych lub żużla wielkopiecowego granulowanego lub kamienia wapiennego, w ilości od 1% do 95% masy cementu.Preferably, the cement contains a mineral additive in the form of fly ash or granulated blast furnace slag or limestone, in an amount from 1% to 95% of the cement weight.
W procesie produkcji cementu według wynalazku mieszankę pyłów odpadowych z anhydrytem wprowadza się do instalacji mielącej i mieli razem z klinkierem i ewentualnymi dodatkami mineralnymi, bądź mieli się osobno (do powierzchni właściwej około 2000 cm2/g - 10000 cm2/g) i dodaje do pozostałych składników cementu w mieszalniku.In the cement production process according to the invention, a mixture of waste dust and anhydrite is introduced into the grinding installation and ground together with clinker and any mineral additives, or ground separately (to a specific surface area of approximately 2000 cm2 /g - 10000 cm2 /g) and added to remaining cement ingredients in the mixer.
Rozwiązanie według wynalazku zostanie bliżej objaśnione na poniższych przykładach realizacji.The solution according to the invention will be explained in more detail in the following embodiments.
Przykład 1Example 1
Cement o składzie określonym w tabeli 3, który obok podstawowego składnika cementu w postaci klinkieru (o składzie pokazanym w tabeli 1) zawiera regulator czasu wiązania w postaci mieszanki kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* (o składzie pokazanym w tabeli 2) z naturalnym siarczanem wapnia w postaci anhydrytu, przy czym w mieszance tej proporcja siarczanu wapnia w postaci anhydrytu w stosunku do siarczanu wapnia pochodzącego z kotłowych pyłów odpadowych wynosi 90% : 10%.Cement with the composition specified in Table 3, which, in addition to the basic cement component in the form of clinker (with the composition shown in Table 1), contains a setting time regulator in the form of a mixture of waste boiler dust with the code 190115* (with the composition shown in Table 2) with natural calcium sulphate in the form of anhydrite, and in this mixture the proportion of calcium sulphate in the form of anhydrite in relation to calcium sulphate from boiler waste dust is 90%: 10%.
Tabela 1. Skład klinkieruTable 1. Clinker composition
Tabela 2. Skład chemiczny pyłów 190115* użytych w cemencie z przykładu 1.Table 2. Chemical composition of 190115* dust used in the cement from example 1.
PL 244494 Β1PL 244494 Β1
W celu oceny właściwości cementu według wynalazku, przygotowano typowy cement na bazie klinkieru i anhydrytu, zawierający 3,5% SO3 i stanowiący materiał odniesienia w badaniach. Następnie przygotowano cement według wynalazku, w którym 10% anhydrytu zastąpiono pyłem odpadowym 190115* (o 29,8% zawartości SO3 w pyle), w takiej ilości pyłu, aby cement zawierał 3,5% SO3. Składy cementów przedstawiono w tabeli 3.In order to evaluate the properties of the cement according to the invention, a typical cement based on clinker and anhydrite was prepared, containing 3.5% SO3 and constituting the reference material in the tests. Then, cement according to the invention was prepared, in which 10% of the anhydrite was replaced with waste dust 190115* (with 29.8% SO3 content in dust), in such an amount of dust that the cement contained 3.5% SO3. The compositions of the cements are shown in Table 3.
Tabela 3. Skład cementów.Table 3. Composition of cements.
Każdy z cementów zmielono do powierzchni właściwej około 3800 cm2/g. W obu przypadkach mielenie trwało 105 minut. Wykonano badanie wodożądności. Wyniki przedstawiono w tabeli 4.Each cement was ground to a specific surface area of approximately 3800 cm 2 /g. In both cases, grinding took 105 minutes. A water demand test was performed. The results are presented in table 4.
Tabela 4. Wyniki badania wodożądności wg PN-EN 196-3.Table 4. Results of the water demand test according to PN-EN 196-3.
Wyniki wskazują, że zmiana wodożądności mieści się w granicy błędu metody. W tabeli 5 pokazano wyniki badania czasu wiązania badanych cementów.The results indicate that the change in water demand is within the error limit of the method. Table 5 shows the results of the setting time test for the tested cements.
Tabela 5. Wyniki badania czasu wiązania wg PN-EN 196-3.Table 5. Results of the setting time test according to PN-EN 196-3.
Uzyskane wyniki wskazują na większą efektywność mieszanki anhydrytu z pyłem odpadowym 190115* jako regulatora czasu wiązania. Oznacza to, iż wprowadzenie pyłu odpadowego umożliwia dodatkowe ograniczenie ilości naturalnego anhydrytu.The obtained results indicate greater effectiveness of the mixture of anhydrite and waste dust 190115* as a setting time regulator. This means that the introduction of waste dust allows for an additional reduction in the amount of natural anhydrite.
W tabeli 6 przedstawiono wyniki badania konsystencji normowej zaprawy z badanymi cementami wg PN EN 1015-3:2005.Table 6 presents the results of testing the consistency of standard mortar with tested cements according to PN EN 1015-3:2005.
Tabela 6. Wyniki badania konsystencji wg PN EN 1015-3:2005.Table 6. Results of consistency testing according to PN EN 1015-3:2005.
PL 244494 Β1PL 244494 Β1
Zastąpienie 10% anhydrytu naturalnego pyłem odpadowym 190115* nie wpłynęło znacząco na konsystencję zaprawy normowej.Replacing 10% of natural anhydrite with waste dust 190115* did not significantly affect the consistency of the standard mortar.
W tabeli 7 przedstawiono wyniki badania wytrzymałości na ściskanie cementu odniesienia (anhydryt jako regulator czasu wiązania) oraz cementu w którym 10% anhydrytu zastąpiono pyłem odpadowym 190115*.Table 7 shows the results of testing the compressive strength of the reference cement (anhydrite as a setting time regulator) and cement in which 10% of the anhydrite was replaced with waste dust 190115*.
Tabela 7. Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 196-1.Table 7. Results of the compressive strength test according to PN-EN 196-1.
Zastosowanie pyłu odpadowego powoduje niewielkie (do około 6%) spadki wytrzymałości na ściskanie, co należy traktować wprawdzie jako skutek uboczny wprowadzenia odpadu, jednak niewielki w porównaniu do jego innych zalet.The use of waste dust causes slight (up to approximately 6%) decreases in compressive strength, which should be treated as a side effect of the introduction of waste, but small compared to its other advantages.
Wykonano również badania wymywalności jonów, których wyniki przedstawiono w tabelach 8 i 9. Stwierdzono, że zastąpienie 10% anhydrytu pyłem odpadowym 190115* skutkowało podniesieniem wymywalności baru, jednak jest ono nieznaczne i mieści się w zakresie wymagań dla materiałów obojętnych w świetle przyjętych norm.Ion leaching tests were also performed, the results of which are presented in Tables 8 and 9. It was found that replacing 10% of anhydrite with waste dust 190115* resulted in an increase in barium leaching, but it is insignificant and falls within the requirements for inert materials in the light of the adopted standards.
Tabela 8. Stężenia jonów ołowiu i baru w eluatach.Table 8. Concentrations of lead and barium ions in eluates.
Tabela 9. Stężenia jonów chromu i molibdenu w eluatach.Table 9. Concentrations of chromium and molybdenum ions in eluates.
Uzyskane wyniki (tabela 9) pokazują, że użycie pyłu odpadowego 190115* jako substytutu 10% anhydrytu naturalnego pozwala na obniżenie wymywalności chromu (o około 50%) oraz molibdenu (o około 80%) ze stwardniałych zapraw cementowych. Pozwala to na ograniczenie stosowania środków redukujących chrom sześciowartościowy niekorzystnie wpływający na środowisko, a co za tym idzie obniżenie kosztu wytwarzania cementu.The obtained results (Table 9) show that the use of waste dust 190115* as a substitute for 10% natural anhydrite allows to reduce the leachability of chromium (by approximately 50%) and molybdenum (by approximately 80%) from hardened cement mortars. This allows for limiting the use of agents that reduce hexavalent chromium, which has a negative impact on the environment, and thus reduces the cost of cement production.
Przykład 2Example 2
Cement o składzie określonym w tabeli 10, który obok podstawowego składnika cementu w postaci klinkieru (o składzie pokazanym w tabeli 1) zawiera regulator czasu wiązania w postaci mieszanki kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* (o składzie pokazanym w tabeli 2) z naturalnym siarczanem wapnia w postaci anhydrytu, przy czym w mieszance tej proporcja siarczanu wapnia w postaci anhydrytu w stosunku do siarczanu wapnia pochodzącego z kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* wynosi 80% : 20%.Cement with the composition specified in Table 10, which, in addition to the basic cement component in the form of clinker (with the composition shown in Table 1), contains a setting time regulator in the form of a mixture of waste boiler dust with code 190115* (with the composition shown in Table 2) with natural calcium sulfate in the form of anhydrite, and in this mixture the proportion of calcium sulphate in the form of anhydrite in relation to calcium sulphate from boiler waste dust with code 190115* is 80%: 20%.
PL 244494 Β1PL 244494 Β1
W celu oceny właściwości cementu według wynalazku, przygotowano typowy cement na bazie klinkieru i anhydrytu, zawierający 3,5% SO3 i stanowiący materiał odniesienia w badaniach. Następnie przygotowano cement według wynalazku, w którym 20% anhydrytu zastąpiono pyłem odpadowym 190115* (o 29,8% zawartości SO3 w pyle), w takiej ilości pyłu, aby cement zawierał 3,5% SO3. Składy cementów przedstawiono w tabeli 10.In order to evaluate the properties of the cement according to the invention, a typical cement based on clinker and anhydrite was prepared, containing 3.5% SO3 and constituting the reference material in the tests. Then, cement according to the invention was prepared, in which 20% of the anhydrite was replaced with waste dust 190115* (with 29.8% SO3 content in dust), in such an amount of dust that the cement contained 3.5% SO3. The compositions of the cements are presented in Table 10.
Tabela 10. Skład cementów.Table 10. Composition of cements.
Każdy z cementów zmielono do powierzchni właściwej około 3800 cm2/g. W obu przypadkach mielenie trwało 105 minut. Wykonano badanie wodożądności. Wyniki przedstawiono w tabeli 11.Each cement was ground to a specific surface area of approximately 3800 cm 2 /g. In both cases, grinding took 105 minutes. A water demand test was performed. The results are presented in table 11.
Tabela 11. Wyniki badania wodożądności wg PN-EN 196-3.Table 11. Results of the water demand test according to PN-EN 196-3.
Wyniki wskazują, że zmiana wodożądności mieści się w granicy błędu metody. W tabeli 12 pokazano wyniki badania czasu wiązania badanych cementów.The results indicate that the change in water demand is within the error limit of the method. Table 12 shows the results of the setting time test for the tested cements.
Tabela 12. Wyniki badania czasu wiazania wg PN-EN 196-3.Table 12. Results of the setting time test according to PN-EN 196-3.
Uzyskane wyniki wskazują na większą efektywność mieszanki anhydrytu z pyłem odpadowym 190115* jako regulatora czasu wiązania. Oznacza to, iż wprowadzenie pyłu odpadowego umożliwia dodatkowe ograniczenie ilości naturalnego anhydrytu.The obtained results indicate greater effectiveness of the mixture of anhydrite and waste dust 190115* as a setting time regulator. This means that the introduction of waste dust allows for an additional reduction in the amount of natural anhydrite.
W tabeli 13 przedstawiono wyniki badania konsystencji normowej zaprawy z badanymi cementami wg PN EN 1015-3:2005.Table 13 presents the results of testing the consistency of standard mortar with tested cements according to PN EN 1015-3:2005.
Tabela 13. Wyniki badania konsystencji wg PN EN 1015-3:2005Table 13. Results of consistency testing according to PN EN 1015-3:2005
PL 244494 Β1PL 244494 Β1
Zastąpienie 20% anhydratu naturalnego pyłem odpadowym 190115* nie wpłynęło znacząco na konsystencję zaprawy normowej.Replacing 20% of natural anhydrate with waste dust 190115* did not significantly affect the consistency of the standard mortar.
W tabeli 14 przedstawiono wyniki badania wytrzymałości na ściskanie cementu odniesienia (anhydryt jako regulator czasu wiązania) oraz cementu w którym 20% anhydrytu zastąpiono pyłem odpadowym 190115*.Table 14 shows the results of testing the compressive strength of the reference cement (anhydrite as a setting time regulator) and cement in which 20% of the anhydrite was replaced with waste dust 190115*.
Tabela 14. Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 196-1.Table 14. Results of the compressive strength test according to PN-EN 196-1.
Zastosowanie pyłu odpadowego powoduje niewielkie (do około 9%) spadki wytrzymałości na ściskanie, co należy traktować wprawdzie jako skutek uboczny wprowadzenia odpadu, jednak niewielki w porównaniu do jego innych zalet.The use of waste dust causes slight (up to approximately 9%) decreases in compressive strength, which should be treated as a side effect of the introduction of waste, but small compared to its other advantages.
Wykonano również badania wymywalności jonów, których wyniki przedstawiono w tabelach 15 i 16. Stwierdzono, że zastąpienie 20% anhydrytu pyłem odpadowym 190115* skutkowało podniesieniem wymywalności baru oraz ołowiu, jednak jest ono nieznaczne i mieści się w zakresie wymagań dla materiałów obojętnych w świetle przyjętych norm.Ion leachability tests were also performed, the results of which are presented in tables 15 and 16. It was found that replacing 20% of anhydrite with waste dust 190115* resulted in an increase in the leachability of barium and lead, but it is insignificant and falls within the requirements for inert materials in the light of the adopted standards .
Tabela 15. Stężenia jonów ołowiu i baru weluatach.Table 15. Concentrations of lead and barium ions in veluates.
Tabela 16. Stężenia jonów chromu i molibdenu weluatach.Table 16. Concentrations of chromium and molybdenum ions in veluates.
Uzyskane wyniki (tabela 16) pokazują, że użycie pyłu odpadowego 190115* jako substytutu 20% anhydrytu naturalnego pozwala na obniżenia wymywalności chromu (o około 46%) oraz molibdenu (o około 78%) ze stwardniałych zapraw cementowych. Pozwala to na ograniczenie stosowania środków redukujących chrom sześciowartościowy niekorzystnie wpływający na środowisko, a co za tym idzie obniżenie kosztu wytwarzania cementu.The obtained results (Table 16) show that the use of waste dust 190115* as a substitute for 20% natural anhydrite allows for a reduction in the leachability of chromium (by approximately 46%) and molybdenum (by approximately 78%) from hardened cement mortars. This allows for limiting the use of agents that reduce hexavalent chromium, which has a negative impact on the environment, and thus reduces the cost of cement production.
Przykład 3Example 3
Cement o składzie określonym w tabeli 17, który obok podstawowego składnika cementu w postaci klinkieru (o składzie pokazanym w tabeli 1) zawiera regulator czasu wiązania w postaci mieszanki kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* (o składzie pokazanym w tabeli 2) z naturalnym siarczanem wapnia w postaci anhydrytu, przy czym w mieszance tej proporcja siarczanu wapnia w postaci anhydrytu w stosunku do siarczanu wapnia pochodzącego z kotłowych pyłów odpadowych o kodzie 190115* wynosi 70% : 30%.Cement with the composition specified in Table 17, which, in addition to the basic cement component in the form of clinker (with the composition shown in Table 1), contains a setting time regulator in the form of a mixture of waste boiler dust with code 190115* (with the composition shown in Table 2) with natural calcium sulfate in the form of anhydrite, and in this mixture the proportion of calcium sulphate in the form of anhydrite in relation to calcium sulphate from boiler waste dust with code 190115* is 70%: 30%.
PL 244494 Β1PL 244494 Β1
W celu oceny właściwości cementu według wynalazku, przygotowano typowy cement na bazie klinkieru i anhydrytu, zawierający 3,5% SO3 i stanowiący materiał odniesienia w badaniach. Następnie przygotowano cement według wynalazku, w którym 30% anhydrytu zastąpiono pyłem odpadowym 190115* (o 29,8% zawartości SO3 w pyle), w takiej ilości pyłu, aby cement zawierał 3,5% SO3. Składy cementów przedstawiono w tabeli 17.In order to evaluate the properties of the cement according to the invention, a typical cement based on clinker and anhydrite was prepared, containing 3.5% SO3 and constituting the reference material in the tests. Then, cement according to the invention was prepared, in which 30% of the anhydrite was replaced with waste dust 190115* (with 29.8% SO3 content in dust), in such an amount of dust that the cement contained 3.5% SO3. The compositions of the cements are presented in Table 17.
Tabela 17. Skład cementów.Table 17. Composition of cements.
Każdy z cementów zmielono do powierzchni właściwej około 3800 cm2/g. W obu przypadkach mielenie trwało 105 minut. Wykonano badanie wodożądności. Wyniki przedstawiono w tabeli 18. Tabela 18. Wyniki badania wodożądności wg PN-EN 196-3.Each cement was ground to a specific surface area of approximately 3800 cm 2 /g. In both cases, grinding took 105 minutes. A water demand test was performed. The results are presented in table 18. Table 18. Results of the water demand test according to PN-EN 196-3.
Wyniki wskazują, że zmiana wodożądności jest nieznaczna.The results indicate that the change in water demand is insignificant.
W tabeli 19 pokazano wyniki badania czasu wiązania badanych cementów.Table 19 shows the results of the setting time test for the tested cements.
Tabela 19. Wyniki badania czasu wiązania wg PN-EN 196-3.Table 19. Results of the setting time test according to PN-EN 196-3.
Uzyskane wyniki wskazują na większą efektywność mieszanki anhydrytu z pyłem odpadowym 190115* jako regulatora czasu wiązania. Oznacza to, iż wprowadzenie pyłu odpadowego umożliwia dodatkowe ograniczenie ilości naturalnego anhydrytu.The obtained results indicate greater effectiveness of the mixture of anhydrite and waste dust 190115* as a setting time regulator. This means that the introduction of waste dust allows for an additional reduction in the amount of natural anhydrite.
W tabeli 20 przedstawiono wyniki badania konsystencji normowej zaprawy z badanymi cementami wg PN EN 1015-3:2005.Table 20 presents the results of testing the consistency of standard mortar with tested cements according to PN EN 1015-3:2005.
Tabela 20. Wyniki badania konsystencji wg PN EN 1015-3:200 05.Table 20. Results of consistency testing according to PN EN 1015-3:200 05.
PL 244494 Β1PL 244494 Β1
Zastąpienie 30% anhydratu pyłem odpadowym 190115* nie wpłynęło znacząco na konsystencję zaprawy normowej.Replacing 30% of the anhydrate with waste dust 190115* did not significantly affect the consistency of the standard mortar.
W tabeli 21 przedstawiono wyniki badania wytrzymałości na ściskanie cementu odniesienia (anhydryt jako regulator czasu wiązania) oraz cementu w którym 30% anhydrytu zastąpiono pyłem odpadowym 190115*.Table 21 shows the results of testing the compressive strength of the reference cement (anhydrite as a setting time regulator) and cement in which 30% of the anhydrite was replaced with waste dust 190115*.
Tabela 21. Wyniki badania wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 196-1.Table 21. Results of the compressive strength test according to PN-EN 196-1.
Zastosowanie pyłu odpadowego powoduje (do około 12%) spadki wytrzymałości na ściskanie, co należy traktować wprawdzie jako skutek uboczny wprowadzenia odpadu, jednak niewielki w porównaniu do innych jego zalet.The use of waste dust causes a decrease in compressive strength (up to approximately 12%), which should be treated as a side effect of the introduction of waste, but it is small compared to its other advantages.
Wykonano również badania wymywalności jonów, których wyniki przedstawiono w tabelach 22 i 23. Stwierdzono, że zastąpienie 30% anhydrytu pyłem odpadowym 190115* skutkowało podniesieniem wymywalności baru oraz ołowiu, jednak jest ono nieznaczne i mieści się w zakresie wymagań dla materiałów obojętnych w świetle przyjętych norm.Ion leachability tests were also performed, the results of which are presented in tables 22 and 23. It was found that replacing 30% of anhydrite with waste dust 190115* resulted in an increase in the leachability of barium and lead, but it is insignificant and falls within the requirements for inert materials in the light of the adopted standards .
Tabela 22. Stężenia jonów ołowiu i baru w eluatachTable 22. Concentrations of lead and barium ions in eluates
Tabela 23. Stężenia jonów chromu i molibdenu w eluatach.Table 23. Concentrations of chromium and molybdenum ions in eluates.
Uzyskane wyniki (tabela 23) pokazują, że użycie pyłu odpadowego 190115* jako substytutu 30% anhydrytu naturalnego pozwala na obniżenia wymywalności chromu (o około 57%) oraz praktyczną eliminację wymywania molibdenu (stężenie w eluacie poniżej 1 ppb) ze stwardniałych zapraw cementowych. Pozwala to na ograniczenie stosowania środków redukujących chrom sześciowartościowy niekorzystnie wpływający na środowisko, a co za tym idzie obniżenie kosztu wytwarzania cementu.The obtained results (Table 23) show that the use of waste dust 190115* as a substitute for 30% natural anhydrite allows for a reduction in chromium leaching (by approximately 57%) and the practical elimination of molybdenum leaching (concentration in the eluate below 1 ppb) from hardened cement mortars. This allows for limiting the use of agents that reduce hexavalent chromium, which has a negative impact on the environment, and thus reduces the cost of cement production.
Rozwiązanie według wynalazku pozwala osiągnąć kilka korzyści, również ekologicznych. Pierwszą jest redukcja zapotrzebowania na naturalny anhydryt/gips stosowany dotychczas jako regulator czasu wiązania cementu. Pozwala to oszczędzać zasoby naturalne i wpisuje się w politykę zrównoważonego rozwoju. Kolejną korzyścią jest możliwość zagospodarowania uciążliwych odpadów jakimi są pyły ze spalarni odpadów i ograniczenia składowania tych odpadów. Biorąc pod uwagę fakt, iż przemysł cementowy to przemysł wybitnie materiałochłonny, ilości odpadów, które mogą być w ten sposób odzyskane są bardzo duże. Co ważne, proponowane rozwiązanie pozwala na zastosowanie odpadu jakoThe solution according to the invention allows to achieve several benefits, including ecological ones. The first is the reduction of the need for natural anhydrite/gypsum, previously used as a cement setting time regulator. This saves natural resources and is consistent with the sustainable development policy. Another benefit is the possibility of managing burdensome waste such as dust from waste incineration plants and limiting the storage of this waste. Taking into account the fact that the cement industry is an extremely material-intensive industry, the amounts of waste that can be recovered in this way are very large. Importantly, the proposed solution allows for the use of waste as
PL 244494 Β1 surowca i dodatkowo umożliwia jego immobilizację w stabilnych matrycach opartych na cementach portlandzkich. Na uwagę zasługuje również korzystny wpływ pyłów na wymywalność chromu. Zastosowanie pyłów jako substytutu, korzystnie od 10 do 30%, ale nawet do 100% anhydrytu pozwala na ograniczenie wymywalności tego groźnego pierwiastka nawet o kilkadziesiąt procent. Podobną korzyść odnieść można jeśli chodzi o wymywalność molibdenu. W tym wypadku efekt jest jeszcze lepszy, o czym przekonują wyniki badań pokazane w powyższych przykładach wynalazku.PL 244494 Β1 of the raw material and additionally enables its immobilization in stable matrices based on Portland cements. Also noteworthy is the beneficial effect of dust on the leachability of chromium. The use of dust as a substitute, preferably from 10 to 30%, but even up to 100% of anhydrite, allows to reduce the leachability of this dangerous element by up to several dozen percent. A similar benefit can be achieved when it comes to the leachability of molybdenum. In this case, the effect is even better, as evidenced by the test results shown in the above examples of the invention.
Siarczanowy regulator czasu wiązania cementu stanowiący o istocie niniejszego wynalazku znajdzie zastosowania rynkowe między innymi w technologii produkcji cementu portlandzkiego lub spoiw specjalnych.The sulphate cement setting time regulator, which is the essence of this invention, will find market applications, among others, in the production technology of Portland cement or special binders.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422988A PL244494B1 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Cement with the sulfate regulator of setting time |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422988A PL244494B1 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Cement with the sulfate regulator of setting time |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422988A1 PL422988A1 (en) | 2019-04-08 |
| PL244494B1 true PL244494B1 (en) | 2024-02-05 |
Family
ID=65992036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422988A PL244494B1 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Cement with the sulfate regulator of setting time |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL244494B1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4013168B2 (en) * | 1997-01-23 | 2007-11-28 | 太平洋セメント株式会社 | Ground improvement material |
| KR100266878B1 (en) * | 1998-06-30 | 2000-11-01 | 사또아끼히로 | A hardening composition for comment molding materials made by wastes and a manufacturing method for cement molding materials using the aforesaid hardening composition |
| JP2000247720A (en) * | 1999-03-01 | 2000-09-12 | Kenzai Gijutsu Kenkyusho:Kk | Cement-based hydraulic composition and hardened material using the same |
| JP2003246657A (en) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Hardening accelerator for cement containing incineration ash of sewerage sludge and cement composition |
| PL216497B1 (en) * | 2010-09-07 | 2014-04-30 | Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie | Method for using waste materials resulting from the neutralization of pickling sludge used on metallic surfaces |
-
2017
- 2017-09-27 PL PL422988A patent/PL244494B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422988A1 (en) | 2019-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101709240B1 (en) | Mortar composition for recovering cross section of eco-friendly cement with sulphate resistance | |
| CA2230984C (en) | Cement compositions for controlling alkali-silica reactions in concrete and processes for making same | |
| KR20140043493A (en) | Neutralization-preventive high-early-strength cement composition | |
| JP6137850B2 (en) | Hydraulic composition | |
| KR20180014373A (en) | Calcium Sulfoaluminate-Based Clinker Composition Used Disposal Resources, Cement Composition Containing the Clinker Composition, and Method for Manufacturing the Cement Composition | |
| KR100310657B1 (en) | Quick-hardening cement composition having high solidity | |
| KR101834539B1 (en) | A composition of low-shrinkage low-carbon green cement comprising carbon-mineralized fly ash and early strength expansive admixture and concrete applied thereby | |
| KR102039551B1 (en) | Manufacturing Method of Eco-friendly Ready Mixed Concrete in capable of reducing Fine Dust | |
| JPS581068B2 (en) | concrete mixture or mortar mixture | |
| KR100942028B1 (en) | Alkali-activated binder with no cement, mortar, concrete, and concrete products using the same | |
| JP4908072B2 (en) | Cement additive and cement composition | |
| KR101845274B1 (en) | High active cement clinker, high active cement and high-early-strength cement composition | |
| JPH09309750A (en) | Production of cement utilizing household and industrial wastes | |
| KR100628848B1 (en) | Composition of inorganic binder and manufacturing method using the same | |
| PL244494B1 (en) | Cement with the sulfate regulator of setting time | |
| KR100492621B1 (en) | Manufacture Method of Calcium Chloro-Aluminate Clinker Using Municipal Solid Waste Incineration Ash and Sewage Sludge | |
| CZ424498A3 (en) | Process for producing sulfate cement or additives in sulfate cement | |
| Saikhede et al. | An Experimental Investigation of Partial Replacement of Cement by Various Percentage of Phosphogypsum and Flyash in Cement Concrete | |
| WO2021137787A2 (en) | A binding construction material composition and production method thereof | |
| KR101345203B1 (en) | Low alkali non-cement concrete composition with tannin and block unit comprising the same | |
| Cheah et al. | Influence of different types and contents of gypsum on mechanical properties and porosity of sulphate activated binder | |
| JP3710851B2 (en) | Hydraulic substance and method for producing the same | |
| KR102385885B1 (en) | Grout material composition and making method thereof | |
| KR102075396B1 (en) | Solidified agent menufacturing methode for poor ground | |
| JP3452227B2 (en) | Stimulant for mixed cement and mixed cement composition |