Measurement of rheological properties of hydraulic mixtures made with use of power generation waste

Polish coal mines utilize fly ash from power generation as a form of waste recovery in underground technologies for years. Physical and between them rheological parameters of hydraulic mixtures is essential for prediction of flow parameters in gravitational pipelines systems, which are used widely by mines. The paper presents results of research on general physical and rheological parameters of fly ash water mixtures of different concentration of solids. In aim to show the differences of properties of mixtures made with waste from different methods of desulphurization, which result in wide range of physical and chemical properties of fly ash, ash from three different Polish power plants with different methods of desulphurization have been selected for this research: ash from fluidized bed (dry method of desulphurization in fluidized bed, fly ash with products of semi-dry desulphurization method, and fly ash from combustion without any desulphurization. As the presented in this paper research results show, change of rheological properties of mixtures is strongly related with their table spread and type of fly ash. Results of tests indicate significant similarity of physical and rheological properties of mixture made with fly ash from each groups (ash from fluidized bed and ash with semi-dry desulphurization by-products). They indicate also on large differences of rheological properties of mixtures of the same table spread (consistency). This especially visible in case of mixtures of small table spread (high solids concentration). Dynamic coefficient of viscosity of mixtures characterized by table spread diameter of 160 mm changes from 0.24 Paźs for mixture made with P-R fly ash up to 0.69 Paźs for mixtures with B-S fly ash (see Fig. 5). Almost three times difference of dynamic viscosity coefficient is of great importance from the point of view of hydraulic transportation in gravitational pipelines. It could happened that in a certain pipeline transportation of mixture characterized by table spread diameter 160 mm made with fly ash type B-S would be impossible. Research presented in this paper have been financially supported by the Polish Ministry Of Science and Higher Education within the grant R 0900801 titled "Opracowanie zasad i oerodków tworzenia sztucznych barier dla podziemnego składowiska odpadów niebezpiecznych w kopalniach likwidowanych".

METADATA IN OTHER LANGUAGES:

Polish

Badanie parametrów reologicznych hydromieszanin wytwarzanych na bazie odpadów energetycznych

gospodarka odpadami, popioły lotne, hydrotransport

Polskie kopalnie węgla kamiennego od lat prowadza wykorzystanie w formie odzysku popiołów lotnych pochodzących z energetyki w postaci mieszanin popiołowo-wodnych w podziemnych technologiach górniczych. Znajomooeć własnooeci fizycznych i reologicznych tych hydromieszanin jest niezbędna przy wyznaczaniu objętościowego natężenia przepływu w grawitacyjnych instalacjach transportowych (powszechnie stosowanych na kopalniach). Wartykule przedstawiono wyniki badań podstawowych własności fizycznych oraz własnooeci reologicznych hydromieszanin popiołowo-wodnych o różnej koncentracji części stałych. Biorąc pod uwagę różne obecnie stosowane w polskiej energetyce metody odsiarczania – co skutkuje powstawaniem popiołów lotnych o różnych własnościach fizycznych i chemicznych - w badaniach wykorzystano popioły lotne z trzech różnych polskich zakładów energetycznych i różnych metod odsiarczania. Popioły z kotłów fluidalnych, popioły z produktami półsuchego odsiarczania spalin oraz popiół bez odsiarczania.

REFERENCES (14)

ERICKSSON M., FRIEDRICH M., VORSCHULZE C., 2004 – Variations in the rheology and penetrability of cement-based grouts – an experimenatal study. Cement and Concrete Research 34, pp. 1111–1119.

Google Scholar

FERRARIS C.F., BROWER L.E., 2003 – Comparison of Concrete Rheometers. Concrete International, Vol. 25, No. 8, pp. 41–47, August 2003.

Google Scholar

HOLLINDERBÄUMER E.W., MEZ W., 1998 – Viscosity Controlled Production of High Concentration Backfill Pastes. Proceedings of Sixth International Symposium on Mining with Backfill, Brisbane, Australia, 19–23 April , pp. 43–47.

Google Scholar

KEMBŁOWSKI Z., 1973 – Reometria płynów nienewtonowskich. WNT, Warszawa.

Google Scholar

PALARSKI J., PLEWA F., POPCZYK M., 2007 – Możiwości określania własności mieszanin zestalających stosowanych w podziemnych technologiach górniczych na podstawie rozlewności. Konferencja IV Warsztaty: Popioły lotne i spoiwa mineralne w technologiach górniczych. Wisła, 14–15 czerwca.

Google Scholar

PLEWA F., MYSŁEK Z., 2001 – Zagospodarowanie odpadów przemysłowych w podziemnych technologiach górniczych. Wyd. Politechniki OEl., Gliwice.

Google Scholar

PLEWA F., POPCZYK M, MYSŁEK Z., 2007 – Optymalizacja składu mieszaniny odpadów przemysłowych stosowanych w technologii doszczelniania zrobów zawałowych. Szkoła Eksploatacji Podziemnej Szczyrk 19–23.02., str. 413–420. Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków.

Google Scholar

PLEWA F., STROZIK G., JENDRUOE R., 2007 – Proces doszczelniania zrobów zawałowych w świetle badań modelowych. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej 2007. Sympozja i Konferencje nr 69. Szczyrk, 19–23 lutego. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.

Google Scholar

PLEWA F., POPCZYK M., MYS£EK Z., 2007 – Rodzaj produktów wytwarzanych w energetyce zawodowej i możliwość ich wykorzystania w podziemnych technologiach górniczych. XXI Konferencja: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej pt. Paliwa dla energetyki – rynki i technologie. Zakopane, 7–10 października, t. 10, z. spec. 2. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.

Google Scholar

10.

PLEWA F., POPCZYK M., 2007 – Wyznaczanie wybranych parametrów hydromieszanin wykorzystywanych w technologiach górniczych w funkcji rozlewności. Międzynarodowa Konferencja VIII Szkoła Geomechaniki 2007. Gliwice-Ustroń, 16–19 pździernik. Z. specjalny,Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice.

Google Scholar

11.

PLEWA F., STROZIK G., 2007 – Analiza wybranych metod doboru składu mieszanin drobnofrakcyjnych odpadów przemysłowych dla technologii hydraulicznego wypełniania pustek w górotworze w świetle badañ laboratoryjnych. Międzynarodowa Konferencja VIII Szkoła Geomechaniki 2007. Gliwice-Ustroń, 16–19 październik. ZN. Pol. OEl.- specjalny,Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice.

Google Scholar

12.

Polska Norma PN-G-11011. Materiały do podsadzki zestalonej i doszczelniania zrobów. Wymagania i badania.

Google Scholar

13.

ULIASZ-BOCHEÑCZYK A., 2007 – Wpływ dodatków na własnooeci zawiesin popiołowo-wodnych. XVI Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Szczyrk, 19–23 lutego.

Google Scholar

14.

YAHIA A., KHAYAT K.H., 2003 – Applicability of rheological models to high performance grouts containing supplementary cementitious materials and viscosity enhancing admixture. Materials and Structures, Vol. 36, July 2003, pp. 402–412.

Google Scholar

Submit your paper

For Authors

eISSN:	2720-569X
ISSN:	1429-6675