SI26039A - Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje - Google Patents

Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje Download PDF

Info

Publication number
SI26039A
SI26039A SI202100123A SI202100123A SI26039A SI 26039 A SI26039 A SI 26039A SI 202100123 A SI202100123 A SI 202100123A SI 202100123 A SI202100123 A SI 202100123A SI 26039 A SI26039 A SI 26039A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
ash
weight
composite
zeolite
heavy fraction
Prior art date
Application number
SI202100123A
Other languages
English (en)
Inventor
Primož Oprčkal
Pranjić Alenka Mauko
Ana Mladenović
Sebastjan Meža
Anja Ilenič
Mirko Šprinzer
Original Assignee
Zavod Za Gradbeništvo Slovenije
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zavod Za Gradbeništvo Slovenije filed Critical Zavod Za Gradbeništvo Slovenije
Priority to SI202100123A priority Critical patent/SI26039A/sl
Priority to EP22706135.5A priority patent/EP4132731A1/en
Priority to PCT/SI2022/050001 priority patent/WO2022265583A1/en
Publication of SI26039A publication Critical patent/SI26039A/sl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/0463Hazardous waste
    • C04B18/0472Waste material contaminated by heavy metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/30Mixed waste; Waste of undefined composition
    • C04B18/305Municipal waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02Treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/021Ash cements, e.g. fly ash cements ; Cements based on incineration residues, e.g. alkali-activated slags from waste incineration ; Kiln dust cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00Type of solid waste
    • B09B2101/30Incineration ashes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00767Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Predmet izuma je gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, tako imenovane težke frakcije, ki vsebuje potencialno nevarne snovi v obliki vodotopnih spojin, ki se s pomočjo kemijskih reakcij in fizikalnih mehanizmov imobilizacije pretvori v mehansko stabilen gradbeni kompozit, ki je sprejemljiv za okolje in človekovo zdravje in pri katerem vsebnost potencialno nevarnih snovi v izlužku ne presega vnaprej določenih mejnih vrednosti. Predmet izuma je tudi postopek izdelave in postopek vgradnje gradbenega kompozita.

Description

Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje
PODROČJE IZUMA
Izum spada na področje snovne predelave oziroma recikliranja odpadkov za namen pridobivanja gradbenih kompozitov. V kompozitu, ki je pripravljen v skladu z recepturo po izumu, se preostanek mešanih komunalnih odpadkov iz mehanske obdelave - tako imenovana težka frakcija, ki vsebuje potencialno nevarne snovi v obliki vodotopnih spojin - s pomočjo kemijskih reakcij in fizikalnih mehanizmov imobilizacije pretvori v mehansko stabilen gradbeni kompozit, ki je sprejemljiv za okolje in človekovo zdravje.
Prvi problem, ki ga rešuje izum je, kako iz tega odpadka, s prekomerno vsebnostjo za okolje nesprejemljivih in/ali zdravju škodljivih vodotopnih spojin - potencialno nevarnih snovi, na ekonomičen način pridobiti za okolje in človeško zdravje sprejemljiv gradbeni material, pri katerem vsebnost potencialno nevarnih snovi v izlužku ne bo presegala vnaprej določenih mejnih vrednosti.
Drugi problem, ki ga rešuje izum je, kako iz odpadka, ki ga zaradi svoje heterogene sestave in fizikalnih lastnosti samega po sebi ni mogoče uporabiti kot gradbeni material in vgraditi v gradbeni objekt na način, da bi zagotavljal mehansko stabilnost, pridobiti material, ki bo ustrezal predvideni rabi v gradbeništvu, to je za izgradnjo nasipov in zasipov in za vse druge namene, kjer je mogoča uporaba materiala s takšnimi lastnostmi.
OZADJE IZUMA
Izum obravnava odpadek - težko frakcijo, ki nastane v postopku sortiranja in izločanja različnih vrst in frakcij reciklabilnih materialov iz toka mešanih komunalnih odpadkov pri mehanski obdelavi odpadkov. Ta odpadek ima v skladu z evropskim razvrščanjem odpadkov klasifikacijsko številko 19 12 12 in spada med odpadke iz naprav za ravnanje z odpadki, natančneje med odpadke iz mehanske obdelave odpadkov (kot so npr. razvrščanje, drobljenje, stiskanje, peletiranje), ki niso navedeni drugje.
Postopek obdelave mešanih komunalnih odpadkov poteka v centrih oziroma napravah, ki so registrirane za ta namen. Primera takšnih naprav sta na primer naprava za sortiranje odpadkov v Snagi Maribor (SNAGA, družba za ravnanje z odpadki in druge komunalne storitve, d. o. o.) in naprava iz Regijskega centra za ravnanje z odpadki (RCERO) JP Voka - Snaga Ljubljana. Proces obdelave v prvi fazi najpogosteje predstavlja razrez mešanih komunalnih odpadkov, njihovo homogenizacijo ter sejanje v bobnasti sejalni napravi. Temu sledi separacija, kjer se z magnetnimi separatorji izločijo feromagnetne kovine. Aluminij in druge nemagnetne kovine ter lahke frakcije, ki jo sestavljajo pretežno plastični materiali, se odstranijo z balističnimi in optičnimi separatorji ali s turbulentnimi vrtinci zraka. Različne vrste reciklabilnih plastičnih materialov se izločijo z mehanskimi separatorji, ki imajo vgrajene optične ali spektroskopske metode prepoznavanja. Ostanek po končani obdelavi je tako imenovana težka frakcija, ki predstavlja približno 15 % celotnega začetnega masnega toka komunalnih odpadkov.
Težka frakcija je heterogena zmes variabilne sestave, ki jo v največji meri sestavljajo delci trde plastike in plastičnih folij, stekla, kovin, gradbenih odpadkov in drugih odpadkov iz gospodinjstev (kosti in drugi ostanki hrane, keramični delci, tkanine, les). Drobnozrnato osnovo tega odpadka tvori organska snov in različni mineralni delci. Odpadek vsebuje variabilno vsebnost vlage in ima značilen vonj po razkrajajoči organski snovi.
Po svetu se za ravnanje s tem odpadkom najpogosteje uporabljajo postopki odstranjevanja z odlaganjem na odlagališčih odpadkov in sežig oziroma so-sežig. Ti postopki odstranjevanja predstavljajo finančno breme za imetnike tega odpadka in imajo negativen vpliv na okolje, na primer zaradi emisij toplogrednih plinov in drugi potencialno strupenih snovi, ki nastanejo pri razgradnji odpadkov na odlagališčih ali pri njihovem sežigu. Prav tako pa so taki načini ravnanja nesprejemljivi z vidika trajnostnega razvoja, saj se z odlaganjem ali sežigom odpadkov izgubljajo surovine.
V patentih in patentnih prijavah so že opisani različni postopki recikliranja odpadkov iz postopkov predelave mešanih komunalnih odpadkov, na primer s pretaljevanjem v žlindro, ki se lahko uporabi kot agregat (JP2011246300A), uplinjanjem (JP2013180267A), mikrobiološko predelavo (EP3008193B1), pirolizo in predelavo v gradbeni agregat (JPS5595672A), mikrobiološko predelavo - digestacijo in predelavo v opeko ali lahke agregate (EP3524699A1), etc. Patent US2003041782A1 na drugi strani predvideva samo uporabo frakcije odpadne plastike, ki predstavlja le del odpadka, in letečega pepela za izdelavo agregata za uporabo v gradbeništvu.
Gradbeni kompozit in postopek izdelave gradbenega kompozita, ki je predmet tega izuma, je po svojem opisu najbliže patentu in patentni prijavi JP4112667B2 - Solidifaing material far fluidizing and refilling in EP3524699A1 - Building materials comprising digestate. Ne glede na to pa so postopki predelave in recikliranja odpadka iz postopkov predelave mešanih komunalnih odpadkov v naštetih dokumentih precej drugačni, saj v glavnem predvidevajo uporabo manjših deležev odpadka v končnih proizvodih in opisujejo postopke predelave, ki so drugačni z vidika izvedbe in uporabe dodatkov. V patentu JP4112667B2 je za izdelavo končnega materiala, ki je gradbeni kompozit za izgradnjo zasipov, predviden sežig odpadka in mešanje pridobljenega pepela s sadro in apnom. Patent EP3524699A1 pa predvideva recikliranje opisanega odpadka po mikrobiološki predelavi s postopkom mešanja z glino, ki ji sledi kalcinacija. S tem postopkom pa se pridobi opeko, plošče ali podobne gradbene proizvode.
OPIS IZUMA
V skladu z recepturo po izumu, se odpadek oziroma preostanek mešanih komunalnih odpadkov iz mehanske obdelave - tako imenovana težka frakcija, na ekonomičen način, s postopkom snovne predelave, reciklira v gradbeni kompozit. S pomočjo kemičnih reakcij in fizikalnih mehanizmov imobilizacije potencialno nevarnih snovi se težka frakcija v postopku predelave pretvori v za okolje in človekovo zdravje sprejemljivo stanje.
Povsem konkretno je naloga izuma recikliranje odpadka, pri katerem največja vsebnost spodaj navedenih potencialno nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v ostanku mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi - težki frakciji znaša:
Cd < 1,00 mg/kg v suhi snovi odpadka,
CrCeiotni < 2,70 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Cu < 19,00 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Hg < 0,02 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Mo < 1,50 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Ni < 7,20 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Pb < 2,37 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Sb < 5,60 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Se < 0,15 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Zn < 23,00 mg/kg v suhi snovi odpadka,
Cl’ < 11.000,00 mg/kg v suhi snovi odpadka,
F’ < 17,20 mg/kg v suhi snovi odpadka in
SO42· < 13.000,00 mg/kg v suhi snovi odpadka, s pretvorbo v za okolje in za človekovo zdravje sprejemljiv gradbeni material, to je gradbeni kompozit, v katerem vsebnost omenjenih nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin ne presega dopustnih vrednosti, ki znašajo:
Cd < 0,04 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Crceiotni < 0,50 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Cu < 2,00 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Hg < 0,01 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Mo < 0,50 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Ni < 0,40 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Pb < 0,50 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Sb < 0,06 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Se < 0,10 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Zn < 4,00 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
Cl’ < 800,00 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala,
F' < 10,00 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala in
SO42· < 1.000,00 mg/kg v suhi snovi gradbenega materiala.
Izum je opisan v nadaljevanju in predstavljen na slikah, ki prikazujejo:
Slika 1 prikazuje mineralno sestavo ustreznega pepela, ki se lahko uporabi v postopku pridobivanja gradbenega kompozita.
Slika 2 prikazuje krivuljo zgoščanja gradbenega kompozita iz Proctorjevega preskusa, kjer je razvidna odvisnost med suho gostoto kompozita (pa) in njegovo tlačno trdnostjo (UCS) po 28 dneh.
Gradbeni kompozit po izumu vključuje v suhih masnih deležih od 10 do 40 mas. % težke frakcije, od 60 do 90 mas. % pepela, do 20 mas % naravne gline ali zeolita. Gradbenemu kompozitu je dodana voda, v taki količini, da gradbeni kompozit dosega takšno konsistenco, da ob vgradnji z zgoščanjem po plasteh dosega zgoščenost, ki znaša minimalno 95 % maksimalne referenčne suhe gostote (pdmax) glede na laboratorijski standardni Proctorjev preskus (SIST EN 13286-2:2010/AC:2013), s čimer ima gradbeni kompozit po vgradnji ustrezno mehansko stabilnost za predvideno uporabo v gradbeništvu in vsebnost nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin po vgraditvi gradbenega kompozita ne presega zgoraj navedenih dopustnih vrednosti.
Po pripravi se z gradbeno mehanizacijo gradbeni kompozit vgradi z zgoščanjem po plasteh do največje suhe gostote, da se doseže učinkovita kemijska in fizikalna imobilizacija potencialno nevarnih snovi v gradbenem kompozitu.
Gradbeni kompozit je mogoče uporabiti za izgradnjo nasipov in zasipov, pokrovov in podložnih plasti in za vse druge geotehnične namene, kjer je mogoča uporaba materiala s takšnimi lastnostmi. Pri tem je treba upoštevati najnovejše izdaje standardov za geotehnično načrtovanje in izvedbo zemeljskih del.
Pepel, ki se uporabi v procesu proizvodnje gradbenega kompozita, je kalcijskih leteči premogov pepel, ki se zbira na filtrih za nadzor onesnaževanja zraka (ciklonski filtri, elektro-filtri, vrečasti filtri). Lahko je stranski produkt izgorevanja premoga, lignita in sosežiga manjšega deleža biomase. Uporabljeni so lahko tudi pepeli iz sežiga biomase, papirniški pepeli ali pepeli iz sežiga odpadkov, ki imajo primerljive lastnosti kot pepel, ki je po opisanem izumu primeren za uporabo. Možna je tudi uporaba mešanice več pepelov, ali pepelov s konvencionalnimi dodatki (apno, cement), v različnih suhih masnih razmerjih, ob pogoju, da pripravljena mešanica ustreza lastnostim primernega pepela, ki bodo opisane v nadaljevanju.
Prednostno je za pripravo kompozita primeren kalcijski leteči premogov pepel, namesto tega pa je možna uporaba tudi kateregakoli od zgoraj naštetih vrst pepela, če ta ustreza tukaj opisanim lastnostim. Primeren pepel je finozmat material, ki vsebuje vsaj 90 mas. % delcev manjših od 80 pm. Takšen pepel pretežno sestavljajo alumosilikatni steklasti delci (do 70 mas. %) in kristalizirani delci, med katerimi prevladujejo minerali: brownmillerit Ca2(Al,Fe)2O5, anhidrit CaSO4, apno CaO, portlandit Ca(OH)2, kalcit CaCO3, hematit Fe2O3, kremen SiO2, melilit Ca2(Al, Mg, Fe)((Al, Si)SiO7), mulit Al6Si20i3, menvinit Ca3Mg(SiO4)2, periklaz MgO, trikalcijev aluminat Ca3Al2O6, gehlenit Ca2Al(AlSiO7), anortit CaAl2Si20s, akermanit Ca2Mg(Si2O7) in še nekateri drugi minerali. Difraktogram iz analize rentgenske praškovne difrakcije (XRD) za določitev mineralne sestave primernega pepela je podan na sliki 1. V pepelu je prisoten tudi manjši delež nezgorjene in zoglenele organske snovi. Glavne kemične komponente kalcijskih letečih pepelov so SiO2, A12O3, FeO, CaO, MgO in SO3. Povprečen kalcijski leteči pepel iz kurjenja premoga, ki je v skladu z recepturo, ki je predmet tega izuma, primeren za pripravo gradbenega kompozita, vsebuje vsaj 23 mas % prostega CaO, vsaj 12 mas % reaktivnega CaO in vsaj 13 mas % reaktivnega SiO2. Takšen kalcijski leteči pepel iz kurjenja premoga je alkalen material, katerega vodni izlužek ima pH > 12,5 in ima relativno nizko vsebnost potencialno nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin.
Vzorčni primer pepela ima naslednje vsebnosti potencialno nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin:
As < 0,1 mg/kg v suhi snovi pepela,
Ba < 153,20 mg/kg v suhi snovi pepela,
Cd < 0,04 mg/kg v suhi snovi pepela, Crceiotni < 0,5 mg/kg v suhi snovi pepela, Cu < 0,5 mg/kg v suhi snovi pepela, Hg < 0,01 mg/kg v suhi snovi pepela, Mo < 0,5 mg/kg v suhi snovi pepela, Ni < 0,01 mg/kg v suhi snovi pepela, Pb < 0,5 mg/kg v suhi snovi pepela, Sb < 0,01 mg/kg v suhi snovi pepela, Se < 0,02 mg/kg v suhi snovi pepela,
Zn < 2,00 mg/kg v suhi snovi pepela,
Cl· < 120,00 mg/kg v suhi snovi pepela,
F' < 27,00 mg/kg v suhi snovi pepela in
SO42' < 1.000,00 mg/kg v suhi snovi pepela.
Zaradi visoke alkalnosti, vsebnosti steklaste faze in vsebnosti prostega CaO (več kot 5 mas. %) ima takšen leteči pepel latentne hidravlične in pucolanske lastnosti in ob stiku z vodo tvori hidratacijske produkte, podobne tistim, ki nastanejo pri hidrataciji cementa.
Kalcijski leteči premogov pepel je v gradbenem kompozitu, ki je predmet tega izuma, uporabljen kot imobilizacijski dodatek in vezivo. V splošnem k procesom imobilizacije potencialno nevarnih snovi in k vezavi gradbenega kompozita, ki je pridobljen v skladu z recepturo, pripomore dvig vrednosti pH in potek reakcij hidratacije in pucolanskih reakcij, ki v kompozitu potečejo ob dodatku kalcijskega letečega premogovega pepela in optimalne količine vode.
Natančneje, dodatek vode in pepela težki frakciji v gradbenem kompozitu sproži naslednje reakcijske mehanizme:
1) Ob stiku vode in prostega CaO iz pepela se slednji z eksotermno reakcijo, ki privede do segrevanja kompozita, delno hidrolizira, kar privede do nastanka portlandita Ca(OH)2. Del prostega CaO in portlandita se raztopi in tvori močno alkalno vodno raztopino s prostimi kalcijevimi ioni Ca2+.
2) Pod vplivom raztopljenih alkalij iz pepela, nastopi hidroliza in raztapljanje alumosilikatne steklaste faze, ki predstavlja pucolansko aktivno snov v pepelu.
3) Raztopljene komponente pucolanov reagirajo z vodo in raztopljenim kalcijem ter tvorijo hidratacijske produkte.
V takem reakcijskem sistemu v gradbenem kompozitu iz težke frakcije in pepela nastanejo različni produkti, odvisno od razpoložljivosti in koncentracije kemičnih snovi. Kadar so v raztopini prevladujoči komponente Ca in Si, skupaj nastane faza C-S-H (kalcijevi silikat hidrati). V primeru, da je kot glavni element skupaj s Ca prisoten Al, kristalizirajo C-A-H faze (kalcijevi aluminat hidrati). V prisotnosti OH' in CO32- se tvori hemikarboaluminat ali monokarboaluminat. Prisotnost ionov Cl’ iz težke frakcije vodi do tvorbe Friedlove soli. Presežek ionov SO42, ki izvirajo tako iz težke frakcije kot iz pepela, v sistemu povzroči nastanek monosulfoaluminata (Afm faza), z naraščajočo koncentracijo Al in SO42· pa nastane etringitna faza (Aft faza). V kompozitu z dodatkom pepela najpogosteje nastajajo hidratacijski produkti, kot sta C-S-H in aluminatne faze (hemi-karboaluminat, monokarboaluminat, hidrokalumit, monosulfoaluminat in ettringit). Opisane novonastale mineralne faze hkrati omogočajo vezavo in tvorbo stabilne matrice kompozita ter kemijsko imobilizacijo potencialno nevarnih snovi z vgrajevanjem v njihovo kristalno strukturo.
Natančneje, mehanizme imobilizacije potencialno nevarnih snovi ob dodatku kalcijskega premogovega pepela pri proizvodnji gradbenega kompozita v skladu z recepturo, ki je predmet tega izuma, delimo na fizikalne (mikrokapsulacija v vezani in slabovodoprepustni matrici, ki onemogoča izpiranje s tokom vode) in kemijske (adsorpcija, ionska izmenjava, oksidacija / redukcija, stabilizacija pH, vključitev v novonastale mineralne faze). Večina anorganskih potencialno nevarnih snovi je slabo mobilnih v alkalnih pogojih v okolju vezane matrice kompozita z visoko pufemo kapaciteto, ki jo zagotavlja kalcijski pepel. Glavni kemijski mehanizmi imobilizacije so tvorba dvojnih kalcijevih hidroksidov, ki so na primer značilni za imobilizacijo As in Zn, ki tvorita slabo topne mineralne faze CaZn2(OH)6, CaHAsO4H2O ali Ca5(AsO4)3(OH). Kationske kovine, kot na primer Cd2+ ali Pb2+, tvorijo slabo topne hidrokside (Cd(OH)2 in Pb(OH)2) ali pa se vgrajujejo v strukturo C-A-S-H, kjer v strukturi nadomeščajo element Ca. Elementi, ki tvorijo anione, na primer As (v obliki AsO43·), Cr (v obliki CrO42’), Mo (v obliki MoO4 2-), Sb (v obliki SbO43'), se vgrajujejo v mineralno strukturo kalcijevih aluminatnih mineralov etringitta, monosulfata ali monokarboaluminata, pri tem pa nadomeščajo ali zasedajo mesta SO42 ali CO32·. Imobilizacijo Ba2+ in SO42· v kompozitu omogoča tvorba slabo topnega minerala barita BaSO4.
Prednostno je za pripravo kompozita primerna naravna ali obdelana bentonitna glina ali katerakoli druga naravna glina z enakimi lastnostmi. Primerna bentonitna ali naravna glina je zmes mineralov (minerali smektitne skupine, npr. montmorillonit (M+yx nH2O)(Al3+2yMg2+y)Si4+40io(OH)2, kaolinit (Al2(OH)4Si2O5), ilit, sljude, klorit ((Fe+2,Mg,Al,Fe+3)6(Si,Al)40io(OH,0)8), glinenci (KAlSi3O8-NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8), kremen (SiO2)). Na celotni površini mineralov glin se zaradi izomorfnih zamenjav, Si4+ z Al3 v tetraedrski plasti in Al3+ z Mg2+ v oktaedrski plasti, ustvarja negativni površinski naboj. Negativni površinski naboj in velika specifična površina omogočata ionsko izmenjavo in adsorpcijo kationov kovin (Pb2+, Cd2+, Zn2+) iz vodotopnih frakcij potencialno nevarnih snovi. Pri tem sodeluje mehanizem specifične adsorpcije, ko se kationi vežejo neposredno na kisikove ligande v tetraedrski ali oktaedrski plasti. Manj učinkovit in reverzibilen pa je proces nespecifične adsorpcije, ki nastane z adsorpcijo hidratiziranih kationskih kompleksov na površini tetraedrske plasti, kjer lahko ob povišanih pH pride do precipitacije adsorbiranih kontaminantov. Na adsorpcijske procese kationov vpliva pH kompozita, saj ti učinkoviteje potekajo pri alkalnih pH vrednostih, ko pride do deprotonacije adsorpcijskih mest.
Naravni zeoliti, ki so primerni za uporabo za pripravo gradbenega kompozita, so zeoliti, ki se po svetu nahajajo v obliki zeolitnih tufov, v katerih vsebnost zeolitov do 90 mas. %. Najpogosteje jih tvorijo naslednji zeolitni minerali: analkim NaAlSi2O6H2O, klinoptilolit (Na2,K2,Ca)3A16Si3o072x21H20, heulandit (Ca,Na2)3A16Si3o072x21H20, mordenit (Ca,Na2)AlsSi4o096x28H20, chabazit (Ca,K2,Na2)2A14SisO24xl2H2O, filipsit K2(Ca,Na2,)2A18Siio032 12H20 in še nekateri drugi. Poleg mineralov zeolitov v zeolitnih tufih najdemo tudi kremen, minerale glin, amorfno steklasto fazo in še nekatere druge minerale v deležih manjših od 3 mas. %.
Kristalno rešetko zeolitov tvorijo SiO4 in A1O4 tetraedri, ki z izmenjavo Si4+ z Al3+ ustvarjajo negativno nabita površinska mesta, kijih lahko zasedejo kationi kovin in alkalij. Adsorpcijska kapaciteta zeolitov je odvisna od razmerja (Si + Al): O = 1 : 2 in Si: Al, kjer število atomov aluminija Al določa število pozitivnih nabojev adsorbiranih kationov. Kristalna rešetka ustvarja mrežo povezanih kanalov - mezoporozno strukturo, velikosti približno 0,4 do 0,7 nm. Pri procesu imobilizacije vanje difimdirajo vodne raztopine kontaminantov. Te se nespecifično adsorbirajo na prosta adsorpcijska mesta ali pa se izmenjajo z ioni Na , K , Ca2 ali Mg2+. Učinkovitost adsorpcije je močno povezana z vrednostjo pH kompozita, saj pri nizkih pH vrednostih poteče protonacija prostih adsorpcijskih mest in katione kovin nadomešča H+.
Zmes kalcij skega pepela in alumosilikatov v obliki glin ali zeolitov lahko ob dodatku vode v novonastalem gradbenem kompozitu tvori produkte pucolanske reakcije. Ti dodatno stabilizirajo in vežejo kompozit ter imobilizirajo potencialno nevarne snovi. Komponente, ki ob dodatku vode privedejo do pucolanske reakcije, so steklo v zeolitnih tufih in kalcij skem pepelu, alumosilikatni minerali in dovolj visoka vsebnost prostega apna v kalcij skem pepelu.
Težka frakcija ima specifično in zelo heterogeno sestavo ter spremenljive značilnosti, kijih med postopkom obdelave komunalnih trdnih odpadkov ni mogoče povsem nadzorovati. Zato se lahko njena sestava od šarže do šarže bistveno spreminja.
S tehničnega vidika je treba pri recepturi in pripravi gradbenega kompozita, v skladu z izumom, upoštevati naslednja pravila pri ravnanju s težko frakcijo:
- Težko frakcijo je treba v postopku recikliranja uporabiti v čim bolj sveži obliki, da se prepreči biološki razkroj organskega dela materiala, ki lahko spremeni njegove začetne kemijske in mehanske lastnosti. Težko frakcijo je treba reciklirati največ 7 dni od dobave, tako da ne pride do spontanega vžiga, emisij neprijetnih vonjav zaradi organskega razkroja ali izluževanja kontaminirane vode.
- Težko frakcijo je potrebno pred začetkom predelave začasno skladiščiti v suhem prostoru — prezračevanem skladišču, zaščitenem pred padavinami (dež, sneg, megla), tako da se v material dodatno ne infiltrira voda in da je zaščitena pred škodljivci (glodalci, ptice, mrčes). Skladišče mora imeti na dnu neprepustno podlago.
Kose in zrna v težki frakciji, ki so večja od 64 mm, je treba izločiti s sejanjem v mobilni napravi (na primer v bobnastem situ), jih zdrobiti v premični napravi za razrez, jih dodati v preostalo težko frakcijo in težko frakcijo pred uporabo temeljito premešati in homogenizirati.
- Redno je potrebno preverjati vsebnost vlage v težki frakciji, ker je glede na ta podatek potrebno prilagoditi optimalni dodatek vode med pripravo gradbenega kompozita.
S tehničnega vidika je treba upoštevati naslednja pravila za ravnanje s pepelom, ki se uporablja za proizvodnjo gradbenega kompozita:
Pepel je potrebno črpati neposredno iz silosa, kjer se ta zbira in začasno skladišči pri kurilni napravi. Preden se pepel uporabi za proizvodnjo kompozita, ne sme priti v stik z vodo.
- Pepel mora biti do predelovalnega obrata transportiran v cisterni ali v zaprtih posodah.
- Na lokaciji predelovalnega obrata je potrebno pepel shraniti v silosu ali v začasnem skladišču, kjer ne pride v stik z vodo. Pepel je treba uporabiti za izdelavo gradbenega kompozita v 7 dneh po dostavi.
- Pri ravnanju s pepelom je potrebno sprejeti ukrepe za preprečevanje emisij prahu (na primer z vzpostavitvijo vodnega aerosola).
Če se postopki recikliranja, torej priprave in vgradnje gradbenega kompozita izvajajo na prostem, je treba spremljati vremenske razmere. V primeru močnega vetra je treba postopek ustaviti, da se prepreči prašenje pepela.
Doziranje pepela v mešalno napravo za izdelavo gradbenega kompozita je treba opraviti v skladu z vnaprej določenim razmerjem suhe mase - preko avtomatiziranega dozirnega sistema z uporabo črpalk.
S tehničnega vidika je treba upoštevati naslednja pravila za ravnanje in doziranje naravne gline ali zeolita, ki se uporablja za proizvodnjo gradbenega kompozita:
- A) V primeru, ko se kot dodatek uporablja vlažna naravna glina ali zdrobljen zeolit, se le-ta predhodno strojno zmeša s težko frakcijo (na primer z uporabo mešalne žlice) ali opcijsko z izgradnjo začasne deponije po plasteh, kjer se vlažna glina ali zdrobljen zeolit z/c izmenično nalaga med plasti težke frakcije.
B) V primeru, ko se kot dodatek uporablja posušena naravna glina ali zeolit v prahu, se le-ta shranjuje v zaprtih silosih, iz katerih se v procesu priprave kompozita v ustreznih količinah v mešalno napravo, dozira avtomatsko, preko sistema črpalk.
Ker je potrebno gradbeni kompozit čim prej po pripravi vgraditi na mesto vgradnje, je potrebno pred začetkom vgradnje ustrezno pripraviti mesto vgradnje. Na mestu, kjer bo vgrajen kompozit, je treba najprej pripraviti teren:
- Morebitno rastlinje, komunalne odpadke in vse inertne ali nenevarne gradbene odpadke na lokacije je treba odstraniti.
- Temeljna tla na mestu vgradnje je treba izravnati in utrditi, da se doseže ustrezna nosilnost. Pri meritvah z dinamičnimi preskusi obremenitve plošče mora le-ta doseči povprečno vrednost najmanj 30 MN/m2, pri meritvah deformacijskega modula pa mora biti dosežena povprečna vrednost najmanj 60 MN/m2.
Sledi priprava začasne deponije materiala, kjer se vlažna glina ali zmlet zeolit izmenično nalaga med plasti težke frakcije.
Pred začetkom predelave težke frakcije, torej pred pripravo začasne deponije materiala, je potrebno izvesti osnovne preiskave za optimizacijo ključnih parametrov pri pripravi gradbenega kompozita:
- Potrebno je odvzeti vzorce homogenizirane težke frakcije iz začasne deponije težke frakcije iz reprezentativnega števila mest za vzorčenje, odvisno od velikosti začasne deponije.
- Na vzorcih težke frakcije je potrebno določiti vsebnost vlage v težki frakciji.
- Glede na uporabljeno težko frakcijo, kalcijski leteči premogov pepel in glino ali zeolit je potrebno z laboratorijsko preiskavo določiti optimalne parametre za pripravo in vgradnjo kompozita s standardnim Proctorjevim preskusom (SIST EN 13286-2: 2010 / AC: 2013), pri čemer se iz krivulje zgoščanja, ki povezuje točke določitve suhe gostote (pa) glede na vsebnost vlage (slika 2), določi optimalno vsebnost vlage (Wopt) in maksimalno suho gostoto (pamax)· Referenčna maksimalna suha gostota kompozita je v rangu vrednosti od 0,980 do 1,010 Mg/m3. Optimalna vsebnost vlage za opisani kompozita je v rangu od 40 do 45 %. Tlačna trdnost (UCS) takšnega kompozita po 28 dneh znaša približno od 750 do 900 kPa in je najvišja v primeru, ko je kompozit pripravljen pri optimalni vsebnosti vlage in zgoščen do maksimalne suhe zgoščenosti (slika 2).
- Na laboratorijskih vzorcih kompozita je potrebno izvesti preskušanje izluževanja v skladu s standardiziranim postopkom SIST EN 1744-3:2002, s čimer se potrdi njegova sprejemljivost za okolje, torej določitev vsebnost potencialno nevarnih snovi v izlužku.
Ko so z laboratorijskimi preiskavami potrjeni optimalni parametri za pripravo in vgradnjo gradbenega kompozita, torej količine posameznih komponent, ki sestavljajo gradbeni kompozit, se lahko prične s pripravo gradbenega kompozita in z njegovo vgradnjo na terenu:
- Odvzem težke frakcije iz začasne deponije, na primer z bagrsko žlico, na način, da se odvzem vrši v navpični smeri od spodaj navzgor oziroma v primeru, ko je začasna deponija izvedena po plasteh, kjer se vlažna glina ali zdrobljen zeolit izmenjaje nalaga med plasti težke frakcije, od spodnje do zgornje plasti glede na horizontalni položaj plasti. To še dodatno zagotavlja homogenizacijo materiala (težke frakcije in vlažne gline ali zdrobljenega zeolita) glede na njegovo sestavo in vsebnost vlage.
Doziranje materiala v mešalno napravo in mešanje, pri čemer se med mešanjem v material dodaja ustrezno količino kalcijskega letečega premogovega pepela in vode, glede na predhodno določene parametre, pri čemer se mešanje izvaja v zaprti mešalni napravi, na lokaciji vgradnje (in-situ) ali na drugi lokaciji (ex-situ). Po potrebi se v mešalno napravo med mešanjem dozira ustrezna količina posušene naravne gline ali zeolita v prahu, glede na predhodno določene parametre, za zagotovitev, da je sestava kompozita takšna, da vsebuje od 10 do 40 mas % težke frakcije, od 60 do 90 mas. % kalcijskega letečega premogovega pepela in do 20 mas % naravne gline ali zeolita, in da je vsebnost vlage gradbenega kompozita čim bližja optimalni vrednosti, določeni v laboratorijskem Proctorjevem testu (± 5% Wopt).
Prednostno je mešalna naprava sestavljena iz mešalne posode, v katero se težka frakcija dozira z bagrom, silosa za shranjevanje zaloge premogovega pepela, po potrebi silosa za shranjevanje posušene gline ali zeolita v prahu in avtomatiziranega mešalnega sistema z možnostjo natančnega doziranja pepela, opcijsko gline ali zeolita v prahu in vode. Mešalna naprava zagotavlja učinkovito mešanje težke frakcije in pepela v ustreznem masnem razmerju in pravilno doziranje vode, tako da je končna vsebnost vlage v gradbenem kompozitu optimalna, kot je bilo predhodno določeno v laboratorijskem Proctorjevem testu.
Pridobljeni gradbeni kompozit se vgradi takoj po izdelavi ali v največ 4 urah in se ga ne sme shranjevati.
Vgradnja gradbenega kompozita vključuje naslednje korake:
a) Kompozit se na mestu vgradnje razgrinja v plasti debeline do 30 cm (dd = 30 cm);
b) Plasti kompozita se na mestu vgradnje preko zgornje površine strojno navlaži s pršenjem vode, da se pred zgoščanjem doseže optimalna vsebnost vode. To je potrebno zato, ker se vsebnost vode v kompozitu znižuje zaradi izhlapevanja, ki je posledica izpostavljenosti sončni toploti in zaradi segrevanja kompozita zaradi eksotermne reakcije ob hidrataciji CaO;
c) Vgradnja se vrši z zgoščanjem z valjarji ali ustreznimi alternativnimi geotehničnimi sredstvi. Zgoščenost vgrajene plasti v povprečju znaša najmanj > 95 % glede na referenčno gostoto (pdmax) kompozita, ki je bila določena s standardnim Proctorjevim testom (SIST EN 13286-2:2010/AC:2013).
Kompozita ni mogoče vgrajevati v primeru močnega dežja ali drugih padavin in v primeru nevarnosti negativnega vpliva vode in zmrzali, ki bi lahko povzročil razpad vgrajenega kompozita.
Po 28 dneh sledi odvzem vzorca iz vgrajene plasti in kemijske analize vodnega izlužka kompozita, da se potrdi okoljska sprejemljivost gradbenega kompozita.
Vgradnja in uporaba gradbenega kompozita po izumu je mogoča za namene izgradnje jedra nasipov, sanacijskih zasipov, zasipov temeljev in cevi.
Vgrajeni gradbeni kompozit ni odporen na zmrzal, zato ga je potrebno vgraditi pod cono vpliva zmrzovanja ali pa gaje potrebno prekriti s pokrovom, ki je debelejši od maksimalne globine prodora zmrzali (dd > FPD), ali z ustrezno drugo strukturo, ki preprečuje sočasne negativne vplive delovanja vode in zmrzali.

Claims (13)

1. Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, pri čemer ostanek mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi predstavlja težko frakcijo z največjo vsebnostjo nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v suhi snovi težke frakcije:
Cd < 1,00 mg/kg, Crceiotni < 2,70 mg/kg, Cu < 19,00 mg/kg, Hg < 0,02 mg/kg, Mo < 1,50 mg/kg, Ni < 7,20 mg/kg, Pb < 2,37 mg/kg, Sb < 5,60 mg/kg, Se < 0,15 mg/kg, Zn < 23,00 mg/kg, Cl’ < 11.000,00 mg/kg, F’ < 17,20 mg/kg in SO4 2’ < 13.000,00 mg/kg, označen s tem, da vključuje v suhih masnih deležih od 10 do 40 mas % težke frakcije, od 60 do 90 mas % pepela, do 20 mas % naravne gline ali zeolita, in je gradbenemu kompozitu dodana voda, v taki količini, da gradbeni kompozit dosega takšno konsistenco, da ob vgradnji z zgoščanjem po plasteh dosega zgoščenost, ki znaša minimalno 95 % maksimalne referenčne suhe gostote (pdmax) glede na laboratorijski standardni Proctorjev preskus, in je vsebnost nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v suhi snovi gradbenega kompozita po vgraditvi gradbenega kompozita:
Cd < 0,04 mg/kg, Crceiotni < 0,50 mg/kg, Cu < 2,00 mg/kg, Hg < 0,01 mg/kg, Mo < 0,50 mg/kg, Ni < 0,40 mg/kg, Pb < 0,50 mg/kg, Sb < 0,06 mg/kg, Se < 0,10 mg/kg, Zn < 4,00 mg/kg, Cl' < 800,00 mg/kg, F' < 10,00 mg/kg in SO4 2' < 1.000,00 mg/kg.
2. Gradbeni kompozit po zahtevku 1, označen s tem, daje pepel izbran izmed kalcij skega letečega premogovega pepela, pepelov iz sežiga biomase, papirniških pepelov, pepelov iz sežiga odpadkov in pepelov s konvencionalnimi dodatki kot sta apno in/ali cement, v različnih suhih masnih razmerjih ali njihovih mešanic, pri čemer pepel vsebuje vsaj 23 mas % prostega CaO, vsaj 12 mas % reaktivnega CaO in vsaj 13 mas % reaktivnega S1O2, ki vsebuje vsaj 90 mas. % delcev manjših od 80 pm, vodni izlužek ima pH > 12,5 in je vsebnost nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v suhi snovi pepela:
As < 0,1 mg/kg, Ba < 153,20 mg/kg, Cd < 0,04 mg/kg, Crceiotni < 0,5 mg/kg, Cu < 0,5 mg/kg, Hg < 0,01 mg/kg, Mo < 0,5 mg/kg, Ni < 0,01 mg/kg, Pb < 0,5 mg/kg, Sb < 0,01 mg/kg, Se < 0,02 mg/kg, Zn < 2,00 mg/kg, Cl' < 120,00 mg/kg, F’ < 27,00 mg/kg in SO4 2‘ < 1.000,00 mg/kg.
3. Gradbeni kompozit po zahtevku 1 in 2, označen s tem, da je pepel kalcijski leteči premogov pepel, ki vsebuje vsaj 23 mas % prostega CaO, vsaj 12 mas % reaktivnega CaO in vsaj 13 mas % reaktivnega SiO2, ki vsebuje vsaj 90 mas. % delcev manjših od 80 μm, vodni izlužek ima pH > 12,5 in je vsebnost nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v suhi snovi pepela:
As < 0,1 mg/kg, Ba < 153,20 mg/kg, Cd < 0,04 mg/kg, Crceiotni < 0,5 mg/kg, Cu < 0,5 mg/kg, Hg < 0,01 mg/kg, Mo < 0,5 mg/kg, Ni < 0,01 mg/kg, Pb < 0,5 mg/kg, Sb < 0,01 mg/kg, Se < 0,02 mg/kg, Zn < 2,00 mg/kg, Cl' < 120,00 mg/kg, F’ < 27,00 mg/kg in SO?’ < 1.000,00 mg/kg.
4. Gradbeni kompozit po zahtevkih od 1 do 3, označen s tem, daje glina bentonitna glina.
5. Gradbeni kompozit po zahtevkih od 1 do 4, označen s tem, da so naravni zeoliti v obliki zeolitnih tufov, v katerih je vsebnost zeolitov do 90 mas. %.
6. Gradbeni kompozit po zahtevkih od 1 do 5, označen s tem, da je maksimalna suha gostota kompozita v območju vrednosti od 0,980 do 1,010 Mg / m3, vsebnost vlage v območju od 40 do 45 % in tlačna trdnost po 28 dneh po vgraditvi v območju med od 750 do 900 kPa.
7. Postopek izdelave gradbenega kompozita po zahtevkih od 1 do 6, označen s tem, da vključuje naslednje korake:
- predpriprava težke frakcije, da težka frakcija vključuje delce manjše od 64 mm in določitev vsebnost vlage na vzorcih težke frakcije;
- določitev optimalne vsebnosti vlage (Wopt) in maksimalne suhe gostote (pdmax) s standardnim Proctorjevim preskusom na vzorcu uporabljene težke frakcije, pepela in gline ali zeolita, in na podlagi tega določitev količin težke frakcije, pepela, naravne gline ali zeolita in vode;
- določitev vsebnost potencialno nevarnih snovi v izlužku na vzorcu uporabljene težke frakcije, pepela in gline ali zeolita;
- odvzem materiala iz začasne deponije na način, da se odvzem vrši v navpični smeri od spodaj navzgor, s čimer se se dodatno zagotavlja homogenizacija materiala in pri čemer material vključuje težko frakcijo in vlažno naravno glino ali zdrobljen zeolit;
- doziranje materiala v mešalno napravo in mešanje, pri čemer se med mešanjem v material dodaja ustrezno količino pepela in vode, glede na predhodno določene parametre, za zagotovitev, daje sestava kompozita takšna, da vsebuje od 10 do 40 mas % težke frakcije, od 60 do 90 mas. % pepela in do 20 mas % naravne gline ali zeolita, in da je vsebnost vlage gradbenega kompozita čim bližja optimalni vrednosti, določeni v laboratorijskem Proctorjevem testu (± 5% Wopt).
8. Postopek po zahtevku 7, označen s tem, da se opcijsko v mešalno napravo med mešanjem dozira ustrezna količina posušene naravne gline ali zeolita v prahu, glede na predhodno določene parametre, za zagotovitev, daje sestava kompozita takšna, da vsebuje od 10 do 40 mas % težke frakcije, od 60 do 90 mas. % pepela in do 20 mas % naravne gline ali zeolita, in da je vsebnost vlage gradbenega kompozita čim bližja optimalni vrednosti, določeni v laboratorijskem Proctorjevem testu (± 5% Wopt).
9. Postopek po zahtevkih 7 in 8, označen s tem, da je pepel izbran izmed kalcijskega letečega premogovega pepela, pepelov iz sežiga biomase, papirniških pepelov, pepelov iz sežiga odpadkov in pepelov s konvencionalnimi dodatki kot sta apno in/ali cement, v različnih suhih masnih razmerjih ali njihovih mešanic, pri čemer pepel vsebuje vsaj 23 mas % prostega CaO, vsaj 12 mas % reaktivnega CaO in vsaj 13 mas % reaktivnega SiO2, ki vsebuje vsaj 90 mas. % delcev manjših od 80 pm, vodni izlužek ima pH > 12,5 in je vsebnost nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v suhi snovi pepela:
As < 0,1 mg/kg, Ba < 153,20 mg/kg, Cd < 0,04 mg/kg, CrCeiotni < 0,5 mg/kg, Cu < 0,5 mg/kg, Hg < 0,01 mg/kg, Mo < 0,5 mg/kg, Ni < 0,01 mg/kg, Pb < 0,5 mg/kg, Sb < 0,01 mg/kg, Se < 0,02 mg/kg, Zn < 2,00 mg/kg, CF < 120,00 mg/kg, F' < 27,00 mg/kg in SO4 2' < 1.000,00 mg/kg.
10. Postopek po zahtevkih 7 in 8, označen s tem, da je pepel kalcijski leteči premogov pepel, ki vsebuje vsaj 23 mas % prostega CaO, vsaj 12 mas % reaktivnega CaO in vsaj 13 mas % reaktivnega SiO2, ki vsebuje vsaj 90 mas. % delcev manjših od 80 pm, vodni izlužek ima pH > 12,5 in je vsebnost nevarnih snovi v obliki vodotopnih spojin v suhi snovi pepela:
As < 0,1 mg/kg, Ba < 153,20 mg/kg, Cd < 0,04 mg/kg, CrCeiotni < 0,5 mg/kg, Cu < 0,5 mg/kg, Hg < 0,01 mg/kg, Mo < 0,5 mg/kg, Ni < 0,01 mg/kg, Pb < 0,5 mg/kg, Sb < 0,01 mg/kg, Se < 0,02 mg/kg, Zn < 2,00 mg/kg, Cl' < 120,00 mg/kg, F’ < 27,00 mg/kg in SO4 2' < 1.000,00 mg/kg.
11. Postopek po zahtevkih od 7 do 10, označen s tem, daje glina bentonitna glina.
12. Postopek po zahtevkih od 7 do 10, označen s tem, da so naravni zeoliti v obliki zeolitnih tufov, v katerih je vsebnost zeolitov do 90 mas. %.
13. Postopek vgradnje gradbenega kompozita po zahtevkih od 1 do 6, pri čemer postopek vgradnje vključuje naslednje korake:
- priprava terena, kjer bo vgrajen gradbeni kompozit;
- razgrinjanje kompozita na mestu vgradnje v plasteh debeline do 30 cm;
- strojno vlaženje zgornje površine plasti kompozita za zagotavljane optimalne vsebnosti vode pred zgoščevanjem, saj se vsebnost vode v kompozitu pri vgrajevanju sproti znižuje zaradi izhlapevanja;
- zgoščanje z valjarji ali ustreznimi geotehničnimi sredstvi, da znaša zgoščenost vgrajene plasti v povprečju najmanj > 95 % glede na referenčno gostoto (pdmax) kompozita, kije bila določena s standardnim Proctorjevim testom.
SI202100123A 2021-06-15 2021-06-15 Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje SI26039A (sl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI202100123A SI26039A (sl) 2021-06-15 2021-06-15 Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje
EP22706135.5A EP4132731A1 (en) 2021-06-15 2022-01-14 Construction composite from the residue of mixed municipal waste after mechanical treatment, process of its preparation and installation
PCT/SI2022/050001 WO2022265583A1 (en) 2021-06-15 2022-01-14 Construction composite from the residue of mixed municipal waste after mechanical treatment, process of its preparation and installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI202100123A SI26039A (sl) 2021-06-15 2021-06-15 Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI26039A true SI26039A (sl) 2022-02-28

Family

ID=80448858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI202100123A SI26039A (sl) 2021-06-15 2021-06-15 Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4132731A1 (sl)
SI (1) SI26039A (sl)
WO (1) WO2022265583A1 (sl)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4112667B2 (ja) 1998-03-30 2008-07-02 太平洋セメント株式会社 流動化埋め戻し用固化材
US6669773B2 (en) 2001-04-27 2003-12-30 E3 Innovative Materials, LLC Fly ash/mixed plastic aggregate and products made therefrom
JP5752363B2 (ja) 2010-05-25 2015-07-22 啓一 納冨 都市ごみ溶融スラグの再利用方法
JP2013180267A (ja) 2012-03-05 2013-09-12 Taiheiyo Cement Corp 都市ごみの資源化処理方法及び資源化処理装置
SI24681A (sl) * 2014-04-18 2015-10-30 Zavod Za Gradbeništvo Slovenije Postopek izdelave za okolje in človeško zdravje sprejemljivega gradbenega materiala iz kontaminirane zemljine, vsebujoče vodotopne spojine težkih kovin
ES2885948T3 (es) 2018-02-13 2021-12-15 Renescience As Materiales de construcción que comprenden digestato

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022265583A1 (en) 2022-12-22
EP4132731A1 (en) 2023-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Franus et al. Utilization of sewage sludge in the manufacture of lightweight aggregate
del Valle-Zermeño et al. Aggregate material formulated with MSWI bottom ash and APC fly ash for use as secondary building material
Tang et al. Solidification/stabilization of fly ash from a municipal solid waste incineration facility using Portland cement
Hashemi et al. Safe disposal of coal bottom ash by solidification and stabilization techniques
Anthony et al. Advanced ash management technologies for CFBC ash
Barrie et al. Potential of inorganic polymers (geopolymers) made of halloysite and volcanic glass for the immobilisation of tailings from gold extraction in Ecuador
Naganathan et al. Effect of kaolin addition on the performance of controlled low-strength material using industrial waste incineration bottom ash
LAFHAJ et al. Characterization of Tunisian marine sediments in Rades and Gabes harbors
Cho et al. Stabilization/solidification of mercury-contaminated waste ash using calcium sodium phosphate (CNP) and magnesium potassium phosphate (MKP) processes
Caprai et al. Influence of hydrothermal treatment on the mechanical and environmental performances of mortars including MSWI bottom ash
Akinyemi et al. Geochemical fractionation of hazardous elements in fresh and drilled weathered South African coal fly ashes
Rao et al. Activation of fly ash–lime reactions: kinetic approach
Onyelowe et al. Morphology and mineralogy of rice husk ash treated soil for green and sustainable landfill liner construction
Fitch et al. Characterisation of environmentally exposed cement-based stabilised/solidified industrial waste
Nag et al. A novel and sustainable technique to immobilize lead and zinc in MSW incineration fly ash by using pozzolanic bottom ash
Bouzalakos et al. Controlled low-strength materials containing waste precipitates from mineral processing
Haque et al. Sustainability assessment of arsenic-iron bearing groundwater treatment soil mixed mortar in developing countries, Bangladesh
EP3131688B1 (en) Process for obtaining health- and environmentally acceptable construction materials from soil containing water soluble compounds of heavy metals
Yvon et al. Long-term stability in landfills of Municipal Solid Waste Incineration fly ashes solidified/stabilized by hydraulic binders
Fei et al. On-Site solidification/stabilization of Cd, Zn, and Pb co-contaminated soil using cement: Field trial at Dongdagou ditch, Northwest China
Brouwers et al. Use of cement and quicklime to accelerate ripening and immobilize contaminated dredging sludge
SI26039A (sl) Gradbeni kompozit iz ostanka mešanih komunalnih odpadkov po mehanski obdelavi, postopek njegove izdelave in vgradnje
del Valle-Zermeño et al. APC fly ash recycling: Development of a granular material from laboratory to a pilot scale
Nikvar-Hassani et al. Production of green bricks from low-reactive copper mine tailings: Durability and environmental aspects
Brännvall et al. Factors influencing chemical and mineralogical changes in RDF fly ashes during aging

Legal Events

Date Code Title Description
OO00 Grant of patent

Effective date: 20220302