Využití druhotných a odpadních surovin pro výrobu alternativních pojiv vytvrzovaných zrychlenou karbonatací

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26232511%3A_____%2F25%3AN0000078" target="_blank" >RIV/26232511:_____/25:N0000078 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Využití druhotných a odpadních surovin pro výrobu alternativních pojiv vytvrzovaných zrychlenou karbonatací

Popis výsledku v původním jazyce

Zrychlená karbonatace průmyslových odpadů a druhotných surovin nabízí slibné řešení pro snížení emisí CO2 a zároveň pro nakládání s odpady a vedlejšími produkty ve stavebnictví. Hlavním cílem tohoto příspěvku je prozkoumat využitelnost odpadních a druhotných materiálů bohatých na vápník jako jsou pálený kal z těžby vápence, odpadní vápenný hydrát z výroby vápna, vypálené azbestocementové kompozity a odpad z odsiřování spalin pro vývoj alternativních a udržitelných stavebních pojiv. Tyto materiály při zrychlené karbonataci účinně zachycují a ukládají CO2 do struktury minerálů ve formě stabilních uhličitanů. Výzkum se zaměřuje také na optimalizaci parametrů karbonatačního vytvrzování, jako je koncentrace CO2, relativní vlhkost, teplota a reakční doba, s cílem zvýšit jak kapacitu sekvestrace CO2, tak mechanické vlastnosti výsledných pojiv. Experimenty byly provedeny v CO2 komoře při laboratorní teplotě a atmosférickém tlaku, jde tedy o jednoduchou a cenově efektivní metodu, kterou lze snadno škálovat pro průmyslové aplikace. Výsledky ukázaly, že míra karbonatace po 7 dnech byla mezi 30–70 % při 20% koncentraci CO2, relativní vlhkosti 65 % a laboratorní teplotě. Pevnost v tlaku těchto pojiv po 7 dnech zrychlené karbonatace byla srovnatelná s tradičními cementovými pojivy po 28 dnech zrání. Vytvrzování karbonatací pozitivně ovlivnilo snížení pórovitosti, zlepšení mikrostruktury a celkovou trvanlivost pojiv. Tyto poznatky ukazují, že pojiva na bázi odpadních materiálů mají významný potenciál ke snížení uhlíkové stopy a zároveň přispět k cirkulární ekonomice prostřednictvím recyklace průmyslových vedlejších produktů.

Název v anglickém jazyce

Utilization of Secondary and Waste Materials for the Production of Alternative Binders Cured by Accelerated Carbonation

Popis výsledku anglicky

Accelerated carbonation of industrial waste and secondary raw materials offers a promising solution for reducing CO2 emissions while also addressing the management of waste and byproducts in the construction industry. The main objective of this paper is to explore the potential of calcium-rich waste and secondary materials—such as calcined sludge from limestone mining, waste hydrated lime from lime production, burnt asbestos-cement composites, and flue gas desulfurization waste—for the development of alternative and sustainable construction binders. Through accelerated carbonation, these materials effectively capture and store CO2 within the mineral structure in the form of stable carbonates. The research also focuses on optimizing carbonation curing parameters, such as CO2 concentration, relative humidity, temperature, and reaction time, with the aim of increasing both the CO2 sequestration capacity and the mechanical properties of the resulting binders. The experiments were conducted in a CO2 chamber at laboratory temperature and atmospheric pressure, making this a simple and cost-effective method that can be easily scaled up for industrial applications. The results showed that the carbonation rate after 7 days ranged from 30% to 70% at a CO₂ concentration of 20%, 65% relative humidity, and laboratory temperature. The compressive strength of these binders after 7 days of accelerated carbonation was comparable to that of traditional cementitious binders after 28 days of curing. Carbonation curing positively influenced the reduction of porosity, improvement of microstructure, and overall durability of the binders. These findings indicate that waste-based binders have significant potential to reduce the carbon footprint while contributing to the circular economy through the recycling of industrial by-products.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20100 - Civil engineering

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název statě ve sborníku

Seminář Kvalita Cementu 2025

ISBN

978-80-87397-45-9

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

10

Strana od-do

29-38

Název nakladatele

Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s.

Místo vydání

Brno

Místo konání akce

Ostrava

Datum konání akce

3. 4. 2025

Typ akce podle státní příslušnosti

EUR - Evropská akce

Kód UT WoS článku

—