Katarina Culkova, Samer Khouri, Martin Straka, Andrea Rosova
Technical University of Kosice, Slovakia
Streszczenie
Głównym celem badań było porównanie wpływu popiołów lotnych na gospodarkę i środowisko. Porównanie przeprowadzono dla produkcji betonu z użyciem popiołu lotnego i bez niego. Wyniki pokazują, że popioły lotne mają w pływ na ochronę środowiska i oszczędności podczas produkcji betonu.
Geopolimery to raczej nowe i mało znane materiały alternatywne. Liczne geopolimery zastępują materiały naturalne ze względu na ich unikalne cechy. Dlatego społeczeństwo powinno zwracać uwagę na produkty uboczne lub odpady, takie jak geopolimer z popiołów lotnych, które mogą mieć pozytywny wpływ na środowisko jak i ekonomię. Każdego roku Unia Europejska produkuje kilkaset milionów popiołów lotnych jako odpad z produkcji ciepła i energii. Popiół lotny powstaje podczas spalania węgla i jest składowany na hałdach, gdzie jego szczególne właściwości fizyczne i chemiczne ulegają degradacji. Zgodnie z badaniami popiół lotny mógłby być pełnowartościowym surowcem, zastępując niektóre naturalnie występujące materiały, lub w zależności od cech jakościowych węgla może być wygodniejszy niż materiały naturalne. Powszechne stosowanie popiołów lotnych polega na wypełnianiu wyrobisk górniczych, aplikacji do gleby, w której popiół lotny znacznie poprawia jej właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne.
Chociaż zastosowanie popiołów lotnych, z punktu widzenia ekonomii, jest niemożliwe, emisja CO2 z produkcji cementu portlandzkiego pozostaje problemem otwartym, podobnie jak sposób przetwarzania popiołów lotnych. Jest kwestią czasu, kiedy konieczne będzie podjęcie znacznie ostrzejszych środków w celu zmniejszenia emisji, tak aby globalne ocieplenie i związane z nim globalne zaciemnianie uległy przynajmniej spowolnieniu, ponieważ nie można go całkowicie zatrzymać. Nie można zaprzeczyć, że przemysł nadal będzie potrzebował betonu, więc popyt na cement portlandzki nie spadnie naturalnie.
Beton z popiołem lotnym to alternatywa, która zastąpiłaby cement portlandzki, ale tylko wtedy, gdy koszt szkła wodnego obniży się do poziomu porównywalnego z ceną cementu portlandzkiego, a jest wątpliwe, czy inżynierowie budowlani będą stosowali nie do końca jeszcze dobrze znaną alternatywę, nawet pomimo wyższych kosztów niż tradycyjną, zweryfikowaną opcję.
Jedną z możliwości, które mogą pomóc rozwiązać problem związany z wysoką produkcją CO2, która jest dostępna finansowo, jest wykorzystanie biomasy do produkcji cementu, w celu przynajmniej częściowego zmniejszenia emisji do atmosfery. Inną możliwością jest recykling starego betonu, który dzięki swoim właściwościom, może zastąpić część kruszywa w nowym betonie lub może być wykorzystany jako fundament do budowy dróg. Podobnie popioły lotne mogą być użyte jako składnik betonu.
Słowa kluczowe
popioły lotne, geopolimer, ochrona środowiska, oszczędności ekonomiczne, Słowacja
Ecological and Economic Savings of Fly Ash Using as Geopolymer
Abstract
The main target of the research was to compare economic and environmental contribution of fly ash. Comparison had been done in case of concrete production with and without fly ash using. Results speak about contribution of fly ash using in area of living environment protection and costs savings during concrete production.
Geopolymers are rather new and not so known alternative materials. Number of geopolymer is replacing naturally appearing materials due to their unique characteristics. Therefore society should to give attention to by-products or waste, such as geopolymer from fly ash that could be contribution from ecological, as well as from economic aspect. Every year European Union produces several hundred millions of fly ash as a waste from heat and energy production. Fly ash belongs to the group of by-product from coal burning, stocking to the pond, where its specific physical and chemical characteristics are degraded. According researches fly ash could be full valued raw material, replacing some naturally appearing materials, or in dependence of qualitative characteristics of the coal it could be more convenient than naturally appearing materials. Common use of fly ash using is filling of not used mining spaces, application to the soil, in which fly ash improves significantly its physical, chemical and mechanical characteristics.
Although fly ash cannot be put into practice economically, the CO2 production of Portland cement remains an open problem as well as the way the fly ash treatment. It is only a matter of time when it will be necessary to take much stricter measures to reduce emissions so that global warming and the associated global dimming are at least slowed down as it is not possible to stop it completely. It is undeniable that the industry will still need concrete, so the demand for Portland cement will not fall naturally.
Concrete with fly ash is an alternative that would replace Portland cement, but only if the cost of water glass is reduced to a level comparable to the price for Portland cement, and if it is questionable whether construction engineers are going after a not yet well-known alternative, or if they even at the cost of higher costs continue to prefer a traditional, verified option.
One of the possibilities that could help to solve problem with high CO2 production, which is costly affordable, is the use of biomass in cement production, with aim to at least partially reduce emissions that are released into the atmosphere. Another possibility is the recycling of old concrete, which by its properties can replace part of aggregate in new concrete, or it can be used as a foundation for road construction. Similarly fly ash could be used as a mixture to concrete.
Keywords
fly ash, geopolymer, environment protection, economic savings, Slovakia
Pełny tekst / Full text
PDF (English)
