Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO

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

2. Obsah kapitoly Úvod 3.1 Solidifikace a stabilizace odpadů • 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 3.2 Postavení S/S technologií ve světě • definice pojmů; • účel solidifikace a stabilizace; • zamezení nebo zpomalení migrace; • změna fyzikálních vlastností; • zlepšení manipulovatelnosti. 3.3 Pojiva 3.4 Metody testování S/S směsí 3.5 Charakteristika odpadů 3.6 Testování navržených hmot 3.7 Zhodnocení dosažených výsledků

3. Pojiva • cementová; • pucolánová a vápno; • termosety a termoplasty; • speciální aditiva.

4. Metody testování S/S směsí • Základní dělení: • zkoušky chemickych vlastnosti; • zkoušky fyzikalně mechanickych vlastnosti; • analýza mikrostruktury.

5. Vybrané vlastnosti Metody testování S/S směsí • 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

6. Charakteristika potenciálně vhodných odpadů 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

7. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot Navržené směsi • Směsi tvořené úletovým popílkem-slévárenským pískem-kalem • Směsi tvořené úletovým popílkem-ložovým popelem-kalem • Směsi tvořené úletovým popílkem-kalem • Směsi tvořené úletovým popílkem-cementem-kalem • Směsi tvořené úletovým popílkem-cementem-bentonitem-kamenivem

8. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot Graf sedimentačních křivek směsí A1-A6

9. Pórovitost

10. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot Propustnost

11. Mineralogické charakteristiky

12. Mineralogické charakteristiky

13. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot 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

14. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot 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.

15. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot 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/m2/s – oblast vymezená pro materiály s vysokou počáteční absorpční aktivitou. (Podmínky testu).

16. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot 3) Testy mrazuvzdornosti

17. Testování navržených rekultivačně sanačních a stavebně výplňových hmot 4) Odolnost hmot proti vlivům agresivního prostředí Ověření odolnosti materiálu s využitím roztoků Na2SO4 a SSV, popis vyluhovatelnosti nových produktů.

18. 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).

19. Zhodnocení dosažených výsledků 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.

20. Zhodnocení dosažených výsledků 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.

21. Děkuji za pozornost.