Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO VEŘEJNÁ SOUTĚŽ VE VÝZKUMU A VÝVOJI Výzkumná centra - 1M poskytovatel - MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY Kapitola 3 „Výroba rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot na bázi vedlejších energetických produktů a dalších aditiv “ Tomáš Daněk, Jan Thomas, Vladimír Slivka

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Problematika využití produktů po spalování uhlí jako potenciální druhotné suroviny pro stabilizaci a solidifikaci odpadů z hutního průmyslu a následné využití těchto směsí pro geotechnické účely Obsah kapitoly Úvod 3.1 Solidifikace a stabilizace odpadů definice pojmů; účel solidifikace a stabilizace; zamezení nebo zpomalení migrace; změna fyzikálních vlastností; zlepšení manipulovatelnosti. 3.2 Postavení S/S technologií ve světě 3.3 Pojiva 3.4 Metody testování S/S směsí 3.5 Charakteristika odpadů 3.6 Testování navržených hmot 3.7 Zhodnocení dosažených výsledků

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Pojiva cementová; pucolánová a vápno; termosety a termoplasty; speciální aditiva.

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Metody testování S/S směsí Základní dělení: zkoušky chemickych vlastnosti; zkoušky fyzikalně mechanickych vlastnosti; analýza mikrostruktury.

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Vybrané vlastnosti Sedimentační rychlost Pevnost v prostém tlaku Pórovitost Propustnost Mikrostrukturní charakteristiky Studium vyluhovatelnosti hmot Stanovení UPV Zmrazování a rozmrazování vzorků hmot Stanovení absorpce a Initial surface absorption test (ISAT) Odolnost hmot proti vlivům agresivního prostředí Metody testování S/S směsí

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Pevné odpady vznikající při energetickém spalování fosilních paliv Popílky Ložové popely Odpady vznikající při výrobě a zpracování železa Vysokopecní kaly a odprašky; Ocelárenské úlety a kaly Mořírenské kaly Slévárenský písek Odpady ze stavebnictví Betonový recyklát Charakteristika potenciálně vhodných odpadů

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Navržené směsi 1. Směsi tvořené úletovým popílkem-slévárenským pískem-kalem 2. Směsi tvořené úletovým popílkem-ložovým popelem- kalem 3. Směsi tvořené úletovým popílkem-kalem 4. Směsi tvořené úletovým popílkem-cementem-kalem 5. Směsi tvořené úletovým popílkem-cementem- bentonitem-kamenivem Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Graf sedimentačn í ch křivek směs í A1-A6 Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Pórovitost

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Propustnost Označen í směsiSložen í směsi 14 dnů [m/s]28 dnů [m/s]56 dnů [m/s]120 dnů [m/s] C1C1 U NH Kov NH ,43x ,96 x10 -9 NN C2C2 U NH Kov NH ,44 x ,49 x10 -9 NN C3C3 U NH Kov NH NNNN C4C4 U NH CKov NH ,12 x NN<0,01 x C5C5 U NH CKov NH ,07 x ,19 x N0,32 x C6C6 U NH CKov NH N3,25 x ,34 x ,98 x Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Mineralogické charakteristiky

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Mineralogické charakteristiky

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Směsi tvořené úletovým popílkem-cementem-bentonitem-kamenivem Vytvořeno celkem 12 různých směsí lišících se podle zastoupení vstupních surovin. Souhrn laboratorních testů se zaměřením na čtyři fyzikálně-chemické a mechanické vlastnosti vyrobených produktů: 1) Pevnost analyzovaných hmot v prostém tlaku a UPV Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 2) Popis nasákavosti testovaných hmot a ISAT Test Nasákavost byla doplněna určením rozsahu proudění vody do jednotkové plochy materiálu za určitý čas a při konstantní výšce hladiny a teplotě. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 2) Popis nasákavosti testovaných hmot a ISAT Test - z pohledu času je patrný výrazný pokles počáteční nasákavosti. - vyšší podíly popílků a bentonitu, zvyšovaly počáteční povrchové sorpce - povrchové sorpce dosahovaly desetin jednotek ml/m 2 /s – oblast vymezená pro materiály s vysokou počáteční absorpční aktivitou. (Podmínky testu). Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 3) Testy mrazuvzdornosti Stav materiálu Hodnoty UPV [km/s] Hmoty Dobrý 3,6 – 4,6V1, V4, V7 Uspokojivý 3,1 – 3,5V2, V3, V6, V8, V11 Slabý 2,1 – 3,0V5, V9, V10, V12 Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 4) Odolnost hmot proti vlivům agresivního prostředí Ověření odolnosti materiálu s využitím roztoků Na 2 SO 4 a SSV, popis vyluhovatelnosti nových produktů. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Zhodnocení dosažených výsledků Prezentované výstupy představují svým obsahem shrnutí dosažených výsledků v oblasti přípravy a testování rekultivačních, výplňových a těsnících hmot na bázi popílků po spalování tuhých paliv a dalších aditiv. Provedené ověření receptur umožnilo vyspecifikovat oblasti uplatnění testovaných hmot na bázi popílků po spalování tuhých paliv a dalších aditiv. Využití: - s/s směsi pro účely sanování a rekultivování starých zátěží (nízké pevnosti), - oblast hornictví (eliminace nežádoucích projevů důlní činnosti zahrnující práce v činných nebo uzavřených částech dolů a dále rovněž práce na povrchu), - uzavírání hlavních důlních děl: je vyžadováno z pohledu státní správy dodržení limitních pevností v prostém tlaku a to 2 – 5 MPa. – svislá důlní díla. Horizontální díla, proplavování závalů – bez požadavků na pevnost. (dosažení výsledných pevností je při vhodném uspořádání surovinové vsázky dobře dosažitelné).

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO V případě výroby a používání konkrétních směsí jako stavebních výrobků a s tím související certifikací, podléhá jejich testování a posuzování platným a závazným normativním dokumentům – NV č. 312/2005 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky. konečný produkt = stavební výrobek Podle konkrétního způsobu využití je ověřována shoda vlastností výrobku s příslušnými vlastnostmi uvedenými v „Technických návodech“. Uplatnění směsí na bázi popílků a dalších aditiv proto musí být řešeno v souladu s legislativním nařízením, současně ale také v souladu s konkrétní lokalitou umístění produktu. Zhodnocení dosažených výsledků

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Nelze navrhnout univerzální návod, který by pokryl jakýkoliv záměr využití směsí na bázi popílků. Nezbytným se stává požadavek na tvorbu hodnotících kritérií, zohledňující legislativní a technicko–ekonomické požadavky jednotlivých aplikací. Výzkumem byla prokázána vhodnost navržených směsí pro geotechnické účely. Zhodnocení dosažených výsledků

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Děkuji za pozornost.