Využití teplárenské strusky pro výrobu betonového zboží

Prezentace na téma: "Využití teplárenské strusky pro výrobu betonového zboží"— Transkript prezentace:

1 Využití teplárenské strusky pro výrobu betonového zboží
Ing. Ivana Chromková, Ing. René Čechmánek, Lubomír Zavřel, Ing. Jindřich Sedlák, Ing. Michal Ševčík

2 Využití teplárenské strusky při výrobě betonového zboží
Projekt programu TRIO FV 10304 Využití teplárenské strusky při výrobě betonového zboží Řešitel : Prefa Brno, a.s. Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s.

3 Cíl projektu najít optimální uplatnění odpadní teplárenské strusky, která byla v minulém století ukládána na haldu v lokalitě Oslavany stanovit optimální množství teplárenské strusky a navrhnout úpravu receptur několika typů vyráběných betonových produktů tak, aby přítomností strusky nedošlo k nežádoucím změnám vlastností čerstvého betonu ani výsledného betonového výrobku Použití teplárenské strusky – ekologické hledisko: částečná náhrada přírodního kameniva, které by se tak nemuselo odtěžit a nadále by zůstalo uchováno jako přírodní zdroj postupná likvidace staré ekologické zátěže.

4 Výsledky výzkumů a poznatky z praxe
Zpracovatelnost betonu se snižuje v závislosti se zvyšujícím se podílem teplárenské strusky Objemová hmotnost betonu se snižuje se zvyšujícím se obsahem teplárenské strusky. Počáteční pevnost v tlaku, pevnost v příčném tahu a ohybová pevnost je v případě betonu s teplárenskou struskou nižší než u referenčního betonu, po 28 dnech se rozdíly stírají (a dále s časem narůstají) Směs obsahující 30 % a 40 % teplárenské strusky dosáhne za 90 dnů pevnost tlaku, která odpovídá 108% a 105% pevnosti v tlaku Pevnost betonu obsahující nejméně 50 % teplárenské strusky je vyhovující pro většinu konstrukčních použití, neboť pevnost v tlaku je po 28 dnech více než 20 MPa. I když je vývoj pevností pozvolnější, lze teplárenskou strusku s úspěchem využít jako náhradu jemného kameniva.

5 Halda v Oslavanech Zdroj:

6 Halda v Oslavanech Zdroj:

7

8 Halda v Oslavanech

9 Halda v Oslavanech

10 Odběr vzorků teplárenské strusky
Provedeno 9 odběrů: 2 povrchové 3 hloubkové Hloubka vrtů: 5 – 10 – 15 – 20 metrů

11 Ověřování využití strusky Oslavany
Vstupní parametry: Technologické vlastnosti Chemické složení Ekologická vhodnost Teplárenská struska – hloubkový odběr

12 Teplárenská struska – separace síty

13 1. Technologické vlastnosti
Sítový rozbor – zrna od 0 – 10 mm – pouze cca % zrn větších než 8 mm – vysoký podíl zrn pod 2 mm – cca 15 – 20 % jemných zrn pod 0,16 mm (vrty) Povrchový odběr Hloubkové odběry Sypná hmotnost [kg/m3] Volně sypaná 831 1161 až 1332 Setřesená 1011 1247 až 1385 Nasákavost [%] 14,3 10,75 až 11,70 Zkouška rozpadavosti v autoklávu [%] 0,77 - Zkouška mrazuvzdornosti kameniva [%] 2,8 až 4,4

14 Teplárenská struska Oslavany
2. Chemické složení strusky Označení složky [% hmotnostní] Teplárenská struska Oslavany Povrchové odběry Hloubkové odběry SiO2 49, ,45 48,48 – 52,30 TiO2 0,74 - 0,85 0,79 – 0,87 Al2O3 21, ,09 21,03 – 22,61 Fe2O3 10, ,17 10,22 – 10,86 P2O5 0,32 - 0,34 0,30 – 0,34 MnO 0, ,106 0,103 – 0,13 MgO 1,62 - 1,76 1,54 – 1,99 CaO 3,80 - 4,28 3,75 – 4,05 Na2O 1,85 - 1,92 1,67 – 2,00 K2O 3,28 - 3,45 3,17 – 3,64 SO3 celk. 0,97 - 1,77 0,59 – 1,76 SO3 síran. 0,49 - 1,13 0,23 – 1,21 Cl- <0, ,007 < 0,007 Ztráta sušením 0,34 - 0,53 - Ztráta žíháním (1100 °C) 2,38 - 4,39 1,59 – 7,19

15 Teplárenská struska Oslavany
2. Chemické složení strusky Označení složky [% hmotnostní] Teplárenská struska Oslavany Vysokopecní struska Ocelárenská SiO2 50 Al2O3 22 5 – 14,5 4,5 Fe2O3 11 < 1 2 MnO 0,1 0,2 – 10,5 9,5 MgO 1 - 15 13 CaO 4 35

16 Posouzení výsledků analýz 1. a 2.
Norma ČSN Škváry pro škvárový beton - platnost do roku 2002 Požadavky na škváry: Stavební prvky Nosné Výplňové Skupina I. vyztužené II. nevyztužené III. Obsah podsítného podílu na sítu 0,16 mm Maximálně 8 % hm. Spalitelný podíl (Ztráta žíháním)* 5 % (10 %) 10 % (20 %) 10 % (30 %) Max. obsah síry (jako SO3 celk.) 2 % 3 % 4 % Obsah volného CaO Nesmí být přítomen Struska Oslavany nesplňuje I. splňuje Poznámka: První číslo udává hodnotu pro škváry smíšené a hnědouhelné Číslo v závorce platí pro čistě kamenouhelné či antracitové škváry

17 3. Stanovení vstupních parametrů - ekologická vhodnost:
Analýza obsahu nebezpečných látek ve výluhu a sušině Ekotoxicita Obsah přírodních radionuklidů Sledovaný parametr Stanovení škodlivých látek* Ekotoxicita* Radioaktivita ve výluhu v sušině Povrchové odběry Splňuje Limit I (mírné překročení limitu Ni – 1 vzorek) Překročení limitních hodnot As Vyhovuje Hloubkové odběry Ni – 3 vzorky (u 3 vzorků byly překročeny limity pro růst kořene hořčice)

18 Posouzení ekologické vhodnosti
stanovení obsahu přírodních radionuklidů – Index hmotnostní aktivity 1,05 až 1,19. Hodnocení dle zákona 18/1997 Sb. a vyhlášky SÚBJ č. 307/2002 Sb. ve znění pozdějších předpisů, § 96, příloha č. 10, tabulka č. 2 Struska z haldy Oslavany = materiál, který nepřevyšuje směrnou hodnotu pro stavební materiály: určené k použití jinému než ve stavbách s obytnými nebo pobytovými místnostmi, určené výhradně k použití jako surovina pro výrobu stavebních materiálů.  Poznámka: Hmotnostní aktivita 226Ra přitom nepřevyšuje mezní hodnotu pro stavební materiál používaný pro stavby s obytnými nebo pobytovými místnostmi. Ověřování teplárenské strusky ve výrobě betonového zboží: ŽB překladů ŽB plotových desek a plotových systémů jádrového betonu pro dlažební desky

19 Betonové tvarovky – vibrolisovaný beton
Vstupní testování strusky ve vybraných výrobcích Betonové tvarovky – vibrolisovaný beton Tvarovky - ztracené bednění Teplárenská struska je již využívána (max. 30 % hmotnosti suché směsi) Všechny sledované parametry splňují deklarované hodnoty výrobku Tvarovky plotových systémů Přísnější hodnotící parametry (pevnost v tlaku, NV, mrazuvzdornost) Testovány byly receptury s vysokou dávkou strusky (40 a 50 % z hmotnosti suché směsi) při současném použití minimální dávky CEM Výroba – při procesu vibrolisování nebyl zaznamenán žádný nežádoucí projev Zkouška: pevnost v tlaku tvarovek mrazuvzdornost tvarovek (50 cyklů)

20 Vstupní testování strusky ve vybraných výrobcích
Tvarovky plotových systémů - Vysoká dávka strusky, minimální množství cementu Obsah strusky vs. mrazuvzdornost: Mrazuvzdorná jen rec s 40 % Není splněn požadavek na výrobek

21 Lité betony Vstupní testování strusky ve vybraných výrobcích
Zvyšující se obsah strusky: Mírný nárůst pevností v tlaku Snížení OH Zvýšení hloubky průsaku tl vodou

22 Betony pro výrobu překladů
Vstupní testování strusky ve vybraných výrobcích Betony pro výrobu překladů Zvyšující se obsah strusky: Mírný nárůst pevností v tlaku Nárůst pevnosti ve smyku Snížení OH Zvýšení nasákavosti

23 Závěr Vstupní ověřování použití strusky:
Teplárenská struska je použitelná jako plnivo do betonu Nutná je úprava na sítech (odseparování jemných frakcí, které jsou nositeli škodlivin) POSOUZENÍ TECHNICKÝCH PARAMETRŮ betonů: Betony s obsahem teplárenské strusky (do 10 %) vykazují pomalejší nárůst počátečních pevností Pevnosti v tlaku betonu jsou po 28 dnech srovnatelné nebo vyšší v porovnání se standardní recepturou Obsahem strusky v receptuře došlo k navýšení pevnosti ve smyku betonu Betony s obsahem teplárenské strusky mají nižší objemovou hmotnost ve srovnání s betony standardní receptury Nasákavost, resp. hloubka průsaku tlakovou vodou, je u betonů s obsahem teplárenské strusky vyšší ve srovnání s betony standardní receptury

24 Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s.
Děkuji za pozornost Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. Hněvkovského 30/65, Brno tel.: