Využití odpadní betonové kaše při výrobě nových kompozitních materiálů

Abstract

Se zvyšujícími se nároky na ochranu životního prostředí se zvyšuje i poptávka po začlenění vznikajících odpadů zpět do výrobního procesu. Takovýto potenciál má i odpadní betonárenský kal, který vzniká při výrobě čerstvého betonu. Tento materiál lze dle úpravy použít pro řadu aplikací, díky kterým dojde ke snížení finančních nároků na ukládku. Lze dosáhnout částečné nebo úplné náhrady pojivového systému na bázi cementu, čímž mimo jiné dojde i ke snížení produkce emisí CO2. Tato práce se v rešeršní části zaměřuje na řadu potenciálních využití tohoto materiálu. Po prvotní detailní charakterizaci materiálu byla experimentálně ověřena řada těchto aplikací. Betonárenský kal byl použit především jako náhrada cementu ve složení cementových malt, kde by bylo možno efektivně uspořit až 30 % cementu. Betonárenský kal byl dále využit pro výrobu čerstvé betonové směsi vysoké konzistence, kde bylo dosaženo náhrady jemně mletého vápence. V další studii byla prokázána úspora 6 % cementu při zachování vysoké kvality betonové směsi. Dále byla práce zaměřena na využití kalové vody pro výrobu čerstvého betonu, a to až ve 100 % náhradě. Poslední experiment prokázal zlepšení vlastností zemin při použití betonárenského kalu vyššího stáří, přičemž bylo dosaženo úplné náhrady cementového pojiva při dosažení srovnatelných výsledků. A v neposlední řadě byla práce zaměřena na ekonomický a enviromentální přínos použití tohoto materiálu

With increasing demands for environmental protection, there is also an increasing demand for the integration of the generated waste back into the production process. Concrete slurry waste, which is generated during the production of fresh concrete, has such potential. This material can be used in a number of applications, depending on the treatment, which will reduce the financial requirements for landfill. Partial or complete replacement of the cement-based binder system can be achieved, which will, among other things, reduce CO2 emissions. The research part of this thesis focuses on a number of potential applications for this material. After an initial detailed characterisation of the material, a number of these applications have been experimentally verified. Concrete slurry was mainly used as a cement replacement in cement mortar formulations where up to 30% cement could be effectively saved. Concrete slurry was also used for the production of fresh concrete mix of high consistency, where the replacement of finely ground limestone was achieved. In another study, a saving of 6% cement was demonstrated while maintaining the high quality of the concrete mix. Further, the work focused on the use of concrete slurry water for the production of fresh concrete, with up to 100% replacement. The last experiment demonstrated an improvement in soil properties when using a higher age concrete slurry, achieving complete replacement of the cement binder while achieving comparable results. Last but not least, the work focused on the economic and environmental benefits of using this material.