Oddziaływanie chemiczne mieszanki popiołowo-żużlowej na wytrzymałość geowłóknin igłowanych

Geosyntetyki, materiały znajdujące szerokie zastosowanie w inżynierii budowlanej
i ochronie środowiska posiadają pewne charakterystyczne parametry
wyjściowe uzyskiwane podczas badania nowo wytworzonych produktów. Jednak
z czasem, na skutek oddziaływania czynników degradujących, wartości te ulegają
zmianie. Poznanie zakresu tych zmian umożliwia ulepszenie produktów lub projektowanie
konstrukcji z odpowiednim współczynnikiem bezpieczeństwa.
Polski przemysł energetyczny wykorzystuje w procesach wytwarzania
energii głównie węgiel kamienny i brunatny. Produktami ubocznymi spalania są
popioły lotne unoszone przez spaliny i wychwytywane w elektrofiltrach oraz popioło-
żużle usuwane z komory paleniskowej. Obecnie mieszanki popiołowożużlowe
są cennym gruntem antropogenicznym, używanym do budowy nasypów,
gdzie zabudowywuje się również geowłókniny.
Celem podjętych badań było ustalenie wpływu chemizmu popioło-żużli na
zmianę wybranych parametrów wytrzymałościowych geosyntetyków. Głównym
czynnikiem degradującym, który mógłby w okresie prowadzenia badań wpłynąć
na strukturę, a przez to na wytrzymałość geowłóknin, jest odczyn pH popiołożużli.
Mieszankę pobrano ze składowiska Huty ArcelorMittal Poland S.A. w Krakowie
Nowej Hucie, z kilkunastu miejsc osadnika o powierzchni 15 ha z głębokości
0,5 do 2,0 m. Przeprowadzone badania chemiczne wykazały silnie zasadowy
odczyn pH, który może destrukcyjnie oddziaływać na strukturę włókien stykającej
się geowłókniny, a przez to na parametry wytrzymałościowe wyrobu.
Sprawdzenie wytrzymałości na przebicie statyczne próbek wykonano
zgodnie z normą PN-EN ISO 12236 i porównano materiał „świeży” z materiałem
poddanym działaniu mocno zasadowego pH i czynników atmosferycznych. W badaniach wykorzystano geowłókniny igłowane; dwie wykonane z polipropylenu
(PP), dwie z recyklowanych włókien polipropylenu, jedna dwuwarstwowa
z włókien odcinkowych syntetycznych PP/PES.
W celu realizacji założeń badawczych wybudowano nasyp doświadczalny
z mieszanki popiołowo- żużlowej o wysokości 1,0 m, w którym zabudowano geowłókniny.
Konstrukcja nasypu zapewniała ochronę geosyntetyków przed oddziaływaniem
promieniowania słonecznego i podsiąkaniem wody gruntowej.
Próbki zasypano na głębokości 0,5 m pozostawiając je na okres 8 i 24 miesięcy.
Naturalne czynniki atmosferyczne mogły oddziaływać bezpośrednio na nasyp.
Próbki geowłóknin umieszczono tak, aby obie strony wyrobu były w bezpośrednim
kontakcie z mieszanka popiołowo-żużlową z zaznaczeniem górnej powierzchni.
Po wydobyciu geowłóknin z nasypu wykonano przebicie statyczne, uzyskane
wyniki badań pozwoliły sformułować dwa podstawowe wnioski;
– ośmio miesięczny okres zabudowania geowłóknin w nasypie nie wpłynął
istotnie na ich wytrzymałość na przebicie. Nie zanotowano dla żadnego z typów
geowłóknin zmniejszenia wartości siły przebijającej,
–po okresie 24 miesięcy zabudowania w nasypie z mieszanki popiołowożużlowej
geowłókniny GRK 151 i 401 z włókien polipropylenowych utraciły
15-16% wytrzymałości na przebicie statyczne. Geowłókniny R 404, 1024 i Terrafix
z recyklowanych włókien polipropylenu utraciły natomiast 17-19% wytrzymałości.

Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
Dziedziny: nauki społeczne
Dyscypliny: geografia społeczno-ekonomiczna i gospodarka przestrzenna