English
Język Polski
Wpływ agresywności kwasowej na odporność filtracyjną zawiesin twardniejących z dodatkiem lotnych popiołów fluidalnych
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2021.137180Abstrakt
Przesłony przeciwfiltracyjne wykonywane z zawiesin twardniejących mogą być realizowane w obiektach hydrotechnicznych oraz ochrony środowiska, gdzie pracują w warunkach filtracyjnego oddziaływania wód zanieczyszczonych. Tym samym kluczowa staje się kwestia odporności filtracyjnej i korozyjnej zawiesin w kontekście filtracyjnego oddziaływania różnorodnych środowisk agresywnych chemicznie. Przedmiotem artykułu są zawiesiny twardniejące cementowo-bentonitowo-wodne z dodatkiem lotnych popiołów fluidalnych ze spalania węgla kamiennego i węgla brunatnego. Głównym celem pracy było określenie odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących w świetle długotrwałej ekspozycji na filtracyjne oddziaływanie substancji agresywnej w stosunku do spoiwa cementowego. Zastosowano roztwór wodny kwasu azotowego o stężeniu 0,5 M, który modelował agresywność kwasową. Badano zmiany przepuszczalności hydraulicznej zawiesin w funkcji czasu (18 miesięcy) oddziaływania roztworu 0,5 M kwasu azotowego. Analizowano zmiany w składzie fazowym oraz strukturze powierzchni zawiesin twardniejących w kontekście jej odporności filtracyjnej na działanie agresywności kwasowej. Bazę porównawczą stanowiły próbki poddane filtracji wody wodociągowej (środowisko obojętne). W artykule przedstawiono metodykę badania przepuszczalności hydraulicznej (k10) zawiesin twardniejących. Przedstawiono badanie składu fazowego metodą rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej (XRD), spektroskopii w podczerwieni (IR), a także obraz struktury powierzchni zawiesin twardniejących. Analiza uzyskanych wyników badań zawiesin twardniejących poddanych filtracyjnemu oddziaływaniu roztworu kwasu azotowego pozwala stwierdzić, iż przebieg procesu korozji jest nieco inny niż materiałów budowlanych na bazie spoiwa cementowego. Potwierdzono obserwacje innych badaczy, iż zastosowanie dodatku lotnych popiołów fluidalnych wpływa korzystnie na zwiększenie odporności matrycy cementowej eksponowanej na agresywność kwasową. Zidentyfikowane w przypowierzchniowej strefie zawiesiny, która miała kontakt ze środowiskiem kwaśnym, uwodnione związki koloidalne doszczelniają strukturę materiału, przez co znacząco ograniczają dostęp substancji agresywnych do wnętrza zawiesiny. Powstałe substancje bezpostaciowe, w formie żelu uwodnionej krzemionki, zwiększyły szczelność zawiesin, zidentyfikowaną obniżeniem wartości przepuszczalności hydraulicznej.Bibliografia
[1] Z. Kledyński, A. Bogdan, W. Jackiewicz-Rek, K. Lelicińska-Serafin, A. Machowska, P. Manczarski, D. Masłowska, A. Rolewicz-Kalińska, J. Rucińska, T. Szczygielski, J. Walczak, M. Wojtkowska, and M. Żubrowska-Sudoł, “Condition of Circular Economy in Poland,” Archives of Civil Engineering, vol. 66, no. 3, pp. 37-80, 2020, https://doi.org/10.24425/ace.2020.131820
[2] ECOBA, Production and Utilisation of CCPs in 2016 in Europe, www.ecoba.org, 2016.
[3] P. Falaciński, Z. Kledyński, Influence of aggressive liquids on hydraulic conductivity of hardening slurries with the addition of different fluidal fly ashes. Environmental Engineering, Taylor&Francis Group, London, pp 295-300, 2007.
[4] Falaciński P. Leak tightness of hardening slurries with fluidal fly ashes in chemically aggressive environments. Archives of Environmental Protection. Polish Academy of Sciences, vol. 37, no. 1, pp 115-134, 2011.
[5] PN-EN 1538. Execution of special geotechnical works - Diaphragm walls.
[6] Z. Kledyński, P. Falaciński, A. Machowska, J. Dyczek, Ł. Kotwica, Utilisation of CFBC fly ash in hardening slurries for flood-protection dikes. Archives of Civil Engineering, vol. LXII, Issue 3, pp 75-87, 2016.
[7] P. Falaciński, Possible applications of hardening slurries with fluidal fly ashes in environment protection structures. Archives of Environmental Protection. Polish Academy of Sciences, vol. 38, no. 3, pp 91-104, 2012, https://doi.org/10.1515/heem-2016-0004
[8] Gruener M. Corrosion and protection of concrete. Arkady, Warsaw 1983.
[9] Kurdowski W. Chemistry of cement and concrete. Polski Cement, PWN, Cracow 2010.
[10] Neville A. M. Properties of Concrete. Trans-Atlantic Publications, Inc. 5th edition, 2012.
[11] Słomka-Słupik B. The changes of phases composition of the paste from cement CEM III/A under the influence of NH4Cl water solution. CWB, 2, pp 61-66, 2009
[12] Stanaszek-Tomal E., Fiertak M. Biological and chemical corrosion of cement materials modified with polimer. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, vol. 63, no. 3, 2015, https://doi.org/10.1515/bpasts-2015-0069
[13] Barbhuiya S., Kumala D. Behavior of Sustainable Concrete in Acidic Environmental. Sustainability, 9, pp. 1-13, 2017, https://doi.org/10.3390/su9091556
[14] T. Ramlochan, P. Zacarias, M.D.A. Thomas, R.D. Hooton, The Effect of Pozzolans and Slag on the Expansion of Mortars Cured at Elevated Temperature, Part 2, Microstructural and Microchemical Investigations, Cement and Concrete Research, vol. 34, pp 1341-1356, 2004.
[15] Glinicki M.A., Zieliński M.: Air voids spacing in concrete with addition of fly ash from fluidized bed coal combustion. Cement Lime Concrete no. 3, pp. 133-138, 2007.
[16] Stryczek S., Małolepszy J., Gonet A., Wiśniowski R., Kotwica Ł., Złotkowski A., Ziaja J. Ashes from fluidized combustion of brown coal as an additive to sealing slurries. AGH, Cracow 2013.
[17] Szperliński Z. Chemistry in environmental protection and engineering. OWPW, Warsaw 2002.
[18] Skalmowski W. Building minerals chemistry. Arkady, Warsaw 1971.
[19] Piasta J., Piasta W.G. Concrete: selection of aggregates and cements, concrete design, durability of concrete, chemical and thermal resistance, Arkady. Warsaw 1997.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
