Wykorzystanie odpadów w stabilizacji

Obecnie uboczne produkty spalania należą do najbardziej uniwersalnych surowców będących źródłem glinokrzemianów, koncentratów metali i paliw, wypełniaczy itp. których właściwości użytkowe zależą między innymi od rodzaju i jakości paliwa, warunków spalania i sposobów oczyszczania spalin oraz rozwiązania wydzielania popiołów lotnych i żużla.  Szczególnie interesujące i ważne znaczenie posiadają badania nad własnościami wiążącymi popiołów lotnych, praktycznie decydujących o ich zastosowaniu jako samodzielnych spoiw lub dodatków wiążących (w tym puzolany). Właściwości pucolanowe krzemianowych popiołów lotnych są ściśle związane z zawartością fazy szklistej i określane są najczęściej zawartością ziaren kulistych i o uziarnieniu mniejszym od 45 mm oraz powierzchnią właściwą.

Popioły lotne można także podzielić na dwie grupy w zależności od zawartości tlenku wapnia CaO.

Pierwsza grupa obejmuje tzw. popioły niskowapniowe, składające się przede wszystkim ze szkliwa glinokrzemianowego o właściwościach pucolanowych. W tych popiołach, z faz krystalicznych w trakcie chłodzenia krystalizuje silimanit, mulit i kwarc. Tlenki żelaza występują tu w postaci hematytu lub magnetytu. Uważa się, że wysoka zawartość faz krystalicznych w tego rodzaju popiele obniża jego aktywność pucolanową (zdolność do wiązania).

Druga grupa dotyczy tzw. popiołów wysokowapniowych o właściwościach hydraulicznych, o bardziej złożonym składzie mineralnym. W tych popiołach faza szklista ma inny skład chemiczny w porównaniu z popiołem niskowapniowym. W popiołach wysokowapniowych podstawowymi składnikami krystalicznymi są: kwarc, wolny CaO, anhydryt, glinian trójwapniowy, siarczano-glinian czterowapniowy. Są to składniki reaktywne w stosunku do wody i nadają popiołom właściwości wiążące.

Wykorzystanie w budownictwie drogowym ubocznych produktów spalania, jakimi są popioły lotne, ma wiele zalet, głównie związanych z istotnym zmniejsze­niem kosztów zakupu surowca, ochroną zasobów naturalnych kruszyw, a szczegól­nie skuteczną próbą redukcji gromadzących się odpadów przemysłowych. Istnieje bogata literatura techniczna dotycząca wykorzystania popiołów lot­nych w budownictwie drogowym, jako materiału do budowy nasy­pów drogowych, jako dodatku do stabilizacji gruntów, dodatków poprawiających właściwości kruszyw, zastosowań do hydraulicznych spoiw drogowych oraz podbu­dów z betonu popiołowego.

Popioły lotne mają inną charakterystykę wiązania i nie dają takich dużych wytrzymałości jak cementy, jednak mają wiele innych zalet:

  • Małe wytrzymałości skutkują małym skurczem hydratacyjnym i termicznym.
  • Możliwość stosowania do stabilizacji gruntów spoistych.
  • Możliwość stabilizacji gruntów przewilgoconych.
  • Możliwość stabilizacji gruntów o podwyższonej zawartości związków organicznych.
  • Podwyższenie wilgotności optymalnej gruntu.
  • Dodatek popiołu lotnego powoduje zmianę struktury gruntu, wzrost jego sztywności i w konsekwencji nośności.
  • Nie ma konieczności składowania UPS.
  • Oszczędność nowych materiałów budowlanych.