Przykłady zastosowania proszków i kruszyw odpadowych w składzie kompozytów cementowych

C. Medina et al. [19] przetestowali wykorzystanie odpadów z przemysłu ceramicznego wyrobów sanitarnych charakteryzujących się właściwościami fizycznymi, chemicznymi i mechanicznymi zgodnymi ze specyfikacjami ustalonymi przez obowiązujące normy, co potwierdziło ich przydatność do wykorzystania jako grube kruszywo do produkcji betonu. Testowane betony spełniały wszystkie wymagania określone w Instrukcji Betonu Konstrukcyjnego EHE-08 (Hiszpania), a co najważniejsze – wykazywały wzrost wytrzymałości na ściskanie. Trwałość betonów z recyklingu była zbliżona do trwałości betonu konwencjonalnego. Potwierdza to, że nadają się one do stosowania jako betony konstrukcyjne w stosunkowo agresywnych środowiskach.

Autorzy publikacji [20] przeprowadzili badania na pięciu mieszankach betonowych o stosunku wody do cementu wynoszącym 0,40 z różną zawartością kruszywa odpadowego o kontrolowanej jakości. Zawartość kruszywa z recyklingu frakcji 7/20 (zwanego kruszywem gruboziarnistym) wynosiła 10%, 20% i 30% przy wymianie objętościowej kruszywa grubego, natomiast kruszywem odpadowym frakcji 0/20 zastąpiono 10% i 20% objętości kruszywa drobnego i grubego. Mieszanki z udziałem gruboziarnistego kruszywa z recyklingu osiągnęły lepsze wyniki niż mieszanki z kruszywem odpadowym frakcji 0/20 mm zarówno pod względem wytrzymałości na zginanie i wytrzymałości na rozciąganie, jak i skurczu, nasiąkliwości i szybkości przepuszczalności jonów chlorkowych.

P. Sikora et al. [21] analizowali możliwości wytwarzania trwałych zapraw cementowych z wykorzystaniem nanokrzemionki i kruszywa drobnego frakcji 0/2 otrzymanego przez zmielenie brązowego szkła odpadowego sodowo-wapniowego. W ramach eksperymentu wykonano zaprawy cementowe z udziałem 100% piasku oraz zaprawy cementowe z udziałem 100% zmielonej stłuczki szklanej o uziarnieniu odwzorowanym do uziarnienia piasku. Ponadto w poszczególnych zaprawach wariantowano dodatek nanokrzemionki w ilości 0, 1 i 3% wag. w odniesieniu do cementu.

Na podstawie uzyskanych wyników badań ustalono, że kruszywo drobne ze stłuczki szklanej może być skutecznym substytutem naturalnego kruszywa drobnego.Tym samym nie powodując uszkodzeń mechanicznych i znacznie poprawiając właściwości termiczne zapraw cementowych. W innej pracy P. Sikora et al. [22] analizowali właściwości mechaniczne i bakteriobójcze zapraw cementowych zawierających brązowe odpadowe szkło sodowo-wapniowe oraz nanomateriały dostępne na rynku (amorficzna nanokrzemionka i cement zawierający nanokrystaliczny dwutlenek tytanu) pod kątem zawartości szkła odpadowego i skuteczności nanomateriałów. Piasek kwarcowy zastąpiono brązowym szkłem odpadowym w proporcjach: 25%, 50%, 75% i 100% wag. Badania wykazały, że szkło odpadowe może skutecznie zastępować piasek nawet do 100% w produkcji zapraw cementowych z dodatkiem nanokrzemionki. Dodatkowo zaobserwowano pozytywny wpływ odpadowego kruszywa szklanego na właściwości bakteriobójcze zapraw cementowych.

T. Rucińska w swojej pracy [23] przedstawiła rezultaty badań w zakresie podstawowych parametrów technicznych zapraw cementowych z udziałem kruszyw odpadowych pozyskanych z rozdrobnienia gruzu betonowego i ceramicznego oraz ze spalonego komunalnego osadu ściekowego. W składzie zapraw cementowych zastępowano objętościowo kruszywo naturalne recyklatem o tym samym uziarnieniu w ilości: 10%, 20% i 30%. Ustalone wartości parametrów fizyko-mechanicznych analizowanych zapraw dały podstawę do ich klasyfikowania jako zaprawy murarskie zgodnie z EN 998-2. Wyraźny spadek wytrzymałości na ściskanie zapraw „zrównoważonych” zaobserwowano dopiero przy 30% recyklatu. W odniesieniu do 100% objętości kruszywa drobnego w zaprawie. Niemniej zaprawy z ich udziałem sklasyfikowano pod względem wytrzymałości na ściskanie jako Md, o gwarantowanej wytrzymałości na ściskanie powyżej 25 MPa. Analizując wartości wytrzymałości na zginanie i wytrzymałości na ściskanie stwierdzono, że porowata struktura ziaren kruszywa recyklingowego oraz pory otwarte korzystnie wpływają na warstwę kontaktową matryca cementowa-kruszywo. Również współczynnik przewodzenia ciepła zapraw malał wraz ze zwiększaną ilością kruszywa odpadowego. Co oceniono pozytywnie z uwagi na walory termoizolacyjne zapraw.