Odporność filtracyjna zawiesin twardniejących z popiołami fluidalnymi w warunkach agresji chemicznej, AZ#44582CF1EB/DL-ebwm/pdf (Paweł Falaciński)

W Polsce prawie cała energetyka zawodowa bazuje na spalaniu paliw stałych. Spalanie węgla kamiennego albo brunatnego corocznie generuje miliony ton ubocznych produktów spalania (UPS). Część z nich jest wykorzystywana gospodarczo,lecz pokaźna ilość musi być składowana na przepełnionych składowiskach.

Od kilkunastu lat rozwijana jest technika spalania paliw stałych w paleniskach z cyrkulacyjną powłoką fluidalną, przede wszystkim w skojarzeniu z odsiarczaniem spalin. Nowa technologia spalania zagwarantuje m.in. Obniżenie emisji zgubnych związków do atmosfery.

liczba odpadów powstających ze spalania fluidalnego w Polsce w ciągu ostatnich lat zasadniczo wzrosła. Niższa temperatura spalania i dodatek sorbentu powodują, że popioły otrzymywane z kotłów fluidalnych są trudne do zastosowania w technice cementu i betonu, m.in.

ze względu na ich wysoką wodożądność, zawartość wolnego wapna i znaczących ilości związków siarki. Dodatkowo popioły fluidalne cechują się znaczną zmiennością atrybuty, na co składa się współspalanie paliw innych aniżeli węgiel, a także łączenie spalania z procesem odsiarczania.

Poszukując nowych sposobów użycia tego rodzaju odpadu, podjęto badania nad możliwością ich dodawania do zawiesin twardniejących. Zawiesina twardniejąca to materiał wielofazowy, różniący się stanowczo od zapraw i betonów cementowych zarówno składem, jak i właściwościami (w stanie płynnym, a także po stwardnieniu).

Przeważająca ilość wody, obecność bentonitu, spoiwa (np. Cementu), a także dodatków mineralnych (np. Uboczne produkty spalania) wywołują, iż zawiesina twardniejąca po związaniu spoiwa wykazuje parametry materiału konstrukcyjnego, odpowiednio wytrzymałego i wodoszczelnego, np.

na przesłony przeciwfiltracyjne. Jednak wzajemna interakcja między składnikami powoduje odmienne zachowanie w warunkach korozyjnych stwardniałej zawiesinyw stosunku do znanych, opisanych modeli zachowań zapraw albo betonów.nieprzystępna natura przemian chemicznych zachodzących w mineralnych materiałach wiążących, a także atrybuty popiołów fluidalnych powodują, iż ich dodatek do zawiesin twardniejących wymaga głębszego rozpoznania.

Szczególnym wyzwaniem jest rozpoznanie cechy zawiesin twardniejących z popiołami fluidalnymi, które pracują w warunkach zadziorności chemicznej środowiska wodno-gruntowego, co ma miejsce w przesłonach przeciwfiltracyjnych wykonywanych w obiektach ochrony środowiska (składowiska odpadów, ochronaujęć wód podziemnych przed skażeniem itp.).

Miarą szczelności zawiesin twardniejących jest ich przepuszczalność hydrauliczna. Warunkuje ją przeważnie struktura porowatości oraz właściwości oczyszczającego medium. Oprócz temperatury i cech fizycznych cieczy (lepkość, gęstość) ważne są także jej cechy chemiczne, a zwłaszcza zdolność wchodzenia w reakcje ze składnikami zawiesiny (przemiany korozyjne).

Przemiany te mogą stanowczo zmieniać strukturę materiału i jego właściwości, w tym przepuszczalność hydrauliczną. Ma to szczególne znaczenie, gdy przesłony przeciwfiltracyjne służą do separacji wód podziemnych od źródeł skażenia.

W prezentowanej monografii podjęto zagadnienie niepodatności filtracyjnej zawiesin twardniejących z dodatkiem dwóch rodzajów popiołów fluidalnych: ze spalania węgla kamiennego, a także brunatnego, w warunkach agresji chemicznej.

Biorąc pod uwagę powyższe przesłanki, badano zachowanie się zawiesin twardniejących z dodatkiem popiołów ze spalania fluidalnego w warunkach korozyjnych względem stosowanego spoiwa, przy czym kontakt z agresywnymi cieczami zapewniono przez wymuszenie ich filtracji w porowatej strukturze materiału.