Badania wstępne właściwości fizykomechanicznych kruszyw na bazie łupku przywęglowego z dodatkiem popiołu lotnego

The currently applicable legal provisions and also the economic concepts emphasize the importance of circular economy. In this aspect, it is very important to reduce the waste production respectively planning and running a business. Technical research is the key to finding a new applications for waste, in particular disposed on landfilling. Mining and energy industries belong to the biggest producers of waste in Poland. The total share of these two branches in waste production is up to 70% (mining and quarrying 53%; electricity, gas, steam and air conditioning supplay 17%). In environment, economy and social aspect, it is very important to develop this waste. The paper presents research on the physico-mechanical properties of the aggregates based on colliery shale supplemented by fly ash (20% - 40% supplement of fly ash). The following tests should be mentioned among performed: particle size distribution, the sand equivalent test, freeze resistance and direct shear tests. Also the chemical properties found in the literature was invoked. The research shows good physico-mechanical properties of the mixes, such as cohesion (44.62 kPa - 68.57 kPa) or internal firiction angle (34.74° - 40.52°). Though low resistance to weathering and a large susceptibility to frost heave (the mass loss after the freezing cycles is 76%) may limit its applicatin in road engineering. The sand equivalent tests were made only for aggregates. Tested materials shows usefulness for earthen structures. However, the research should be supplemented by chemical tests and also observations of the material properties changes as the effect of time. The research on the leachability of chemical pollutants, which will determine the acceptable share of ash in the mix, could be especially significant. The fact that fly ash contains a lot of sulphates and chlorides, which leach into the environment may pose a threat to living organisms.Aktualne przepisy prawa oraz koncepcje gospodarcze obowiązujące w Polsce kładą duży nacisk na gospodarkę o obiegu zamkniętym. W tym aspekcie bardzo ważne staje się ograniczanie liczby odpadów odpowiednio planując oraz prowadząc działalność gospodarczą. Dlatego, poprzez badania poszukuje się rozwiązań, które pozwoliłyby na znalezienie nowych zastosowań dla odpadów, w szczególności unieszkodliwianych poprzez składowanie. Energetyka i górnictwo to dwie gałęzie przemysłu, których udział w produkcji odpadów jest największy. W Polsce oba sektory wytwarzają łącznie około 70% odpadów (górnictwo 53%; energetyka 17%). Zagospodarowanie tych odpadów jest bardzo ważne w aspekcie środowiskowym, ekonomicznym jak i społecznym.W artykule przedstawiono badania właściwości fizyko-mechanicznych dla mieszanek kruszywowo-popiołowych bazujących na łupku przywęglowym oraz popiele lotnym (20%-40% dodatku popiołu lotnego). Pośród przeprowadzonych badań należy wymienić: badanie wskaźnika piaskowego, badanie składu ziarnowego, badania mrozoodporności czy test bezpośredniego ścinania. Przywołano także właściwości chemiczne popiołów lotnych, które znaleziono w literaturze. Przeprowadzone badania wskazują na dobre właściwości fizyko-mechaniczne mieszanek kruszywowo-popiołowych takie jak kąt tarcia wewnętrznego (34.74°-40.52°) i spójność (44.62 kPa-68.57 kPa). Jednak niska mrozoodporność łupku przywęglowego (utrata masy po cyklach mrożenia wynosi 76%) wprowadza pewne ograniczenia co do możliwości zastosowania niniejszego materiału, w szczególności np. w drogownictwie. Badania wskaźnika piaskowego wykonano jedynie dla kruszyw, nie uwzględniając mieszanek. Badany materiał wykazuje potencjał do zastosowania przy wznoszeniu budowli ziemnych. Należy jednak przedstawione badania uzupełnić o badania chemiczne, a także uwzględnić w nich zmianę właściwości materiału pod wpływem czasu. Szczególnie ważne mogą okazać się badania wymywalności zanieczyszczeń chemicznych, które określą dopuszczalny udział popiołu w mieszance. Jest to związane z tym, że popioły lotne zawierają dużo siarczanów i chlorków, które wymywane do środowiska mogą stanowić zagrożenie dla organizmów żywych