engleski

ECO-cement from industrial waste

The manufacture of portland cement (PC) consumes huge amount of raw materials and fossil fuels contributing significantly to the overall anthropogenic CO2 emission. Calcium sulfoaluminate cement (CSAC) is a promising alternative binder to PC due to lower limestone requirement and significantly lower sintering temperature for CSAC production than for PC. Furthermore, the product is much easier to grind than PC. Each of these arguments considerably reduces energy consumption and CO2 emission from cement manufacture. In this paper, the potential benefits offered by CSAC production from industrial wastes or by-products already present in Republic of Croatia had been addressed. A variety of industrial wastes, namely phosphogypsum (PG), coal bottom ash (BA) and electric arc furnace slag (EAFS) were used as raw materials to provide additional environmental advantages in production of CSAC. Qualitative mineral composition of CSAC had been determined by X-ray diffraction analysis (XRD), and mass fraction of Klein’s compound (the principal hydraulic mineral) had been determined by quantitative XRD. Rate of heat generation during hydration of CSAC prepared had been determined by microcalorimetry. Volume stability, compressive and flexural strength of standard size specimens had been determined. In conclusion, CSAC production offers an alternative and feasible way of industrial waste minimization. SAŽETAK Proizvodnja portland cementa (PC) troši velike količine sirovina i fosilnih goriva, te značajno doprinosi sveukupnoj emisiji CO2. Kalcij sulfoaluminatni cement (CSAC) je relativno nova vrsta hidratnog veziva koju je moguće uporabiti umjesto portland cementa. Proizvodnja kalcij sulfoaluminatnog cementa zahtijeva manju količinu vapnenca i značajno niže temperature za završetak reakcije, a konačni proizvod lakše se melje od portland cementa. Svaka od nabrojanih prednosti proizvodnje CSAC značajno smanjuje utrošak energije i emisiju CO2. U ovom radu istražene su moguće prednosti proizvodnje CSAC uporabom proizvodnog otpada već prisutnog u Republici Hrvatskoj u velikim količinama. Kao sirovine za proizvodnju CSAC korišteni su: fosfogips, ložišni pepeo iz termoelektrane i šljaka električnih peći za rafinaciju čelika. Kvalitativni mineraloški sastav CSAC određen je metodom rendgenske difrakcije (XRD), a maseni udio Kleinovog spoja (glavnog hidratno aktivnog minerala CSAC) određen je metodom kvantitativne rendgenske difrakcije. Brzina oslobađanja topline tijekom hidratacije pripravljenog CSAC određena je mikrokalorimetrijski, a volumna postojanost, tlačna i savojna čvrstoća određeni su na pripravljenim uzorcima standardnih dimenzija. Na osnovi rezultata istraživanja slijedi da je proizvodnja CSAC iz proizvodnih otpadnih materijala moguća, a ujedno se na taj način zbrinjava velika količina otpada na održivi način.

calcium sulfoaluminate special cement; waste minimization; phosphogypsum; electric arc furnace slag; coal bottom ash.

nije evidentirano