Alternativní využití elektrárenského popílku v cementových kompozitech: hodnocení technických parametrů a imobilizace těžkých kovů

Abstract

Ekologický trend, který se šíří v reakci na změnu klimatu, zasahuje do všech odvětví průmyslu. Postupné změny jsou však závislé na vývoji nových technologií a využití alternativních možností. Mezi největší znečišťovatele patří elektrárenský průmysl, který produkuje značné objemy odpadního popílku. Tento odpad může představovat vážné ekologické riziko, zejména kvůli možnému obsahu toxických těžkých kovů. K minimalizaci kontaminace životního prostředí je proto nutné polutanty přítomné v popílku imobilizovat. Nejčastěji používanou metodou je imobilizace pomocí cementových materiálů, což je technologie, která je cenově dostupná a snadno aplikovatelná. I přesto, že popílek může při nesprávném zacházení představovat ekologické riziko, využívá se s výhodou ve stavebnictví jako přísada do betonu, asfaltu nebo pro stabilizaci půdy a silnic. Každý popílek vykazuje své charakteristické vlastnosti a je nutné experimentálně ověřit jeho možnou aplikaci. Ve své práci jsem se zabýval charakterizací, fyzikální i chemickou, popílku z elektrárny ve Vřesové a jeho využitím jako příměsi do cementové matrice, a to jak v podobě náhrady, tak přídavku k cementu. Hodnocení výsledných cementových kompozitů bylo zaměřeno na jejich základní fyzikální, mechanické a vlhkostní vlastnosti a vyluhovatelnost těžkých kovů obsažených v popílku.

The environmental trend that is spreading in response to climate change is affecting all sectors of industry. However, progressive change is dependent on the development of new technologies and the use of alternatives. Among the biggest polluters is the power industry, which produces significant volumes of waste fly ash. This waste can pose a serious environmental risk, in particular due to its possible toxic heavy metal content. To minimise environmental contamination, it is therefore necessary to immobilise the pollutants present in fly ash. The most commonly used method is immobilisation using cementitious materials, a technology that is affordable and easy to apply. Although fly ash can pose an environmental risk if not handled properly, it is used to advantage in the construction industry as an additive in concrete, asphalt or for soil and road stabilisation. Each fly ash has its own characteristic properties and it is necessary to experimentally verify its possible application. In my thesis I have dealt with the characterization, both physical and chemical, of fly ash from the power plant in Vřesová and its use as an admixture in cement matrix, both as a substitute and as an addition to cement. The evaluation of the resulting cement composites was focused on their basic physical, mechanical and moisture properties and leachability of heavy metals contained in fly ash.