Recycling of cement kiln dust from cement plants to improve mechanical properties of road pavement base course

Ayoup M. Ghrair; Nawal Louzi

doi:10.7409/rabdim.020.013

Opublikowane: 2020-09-30

Tom 19 Nr 3 (2020)

Wykorzystanie powstających w cementowniach pyłów z pieców cementowych do poprawy właściwości mechanicznych podbudów drogowych

Ayoup M. Ghrair , Nawal Louzi

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.020.013

Abstrakt

Przedmiotem badań była ocena możliwości wykorzystania pyłów z pieców cementowych (ang. cement kiln dust, CKD) do poprawy parametrów mechanicznych podbudów drogowych. Pył CKD został scharakteryzowany pod względem właściwości fizycznych i chemicznych. Wyniki badań pozwoliły stwierdzić znaczący pozytywny wpływ dodatku pyłu CKD na właściwości mechaniczne podbudowy. Dodatek pyłu CKD spowodował istotny wzrost wartości wskaźnika nośności CBR. Otrzymano odpowiednio wartości wskaźnika 334,4%, 362,7% oraz 384,6% w przypadku dodatku 5%, 15% i 25% pyłu CKD oraz 234,5% w przypadku mieszanki bez dodatku pyłu. Skład chemiczny pyłu CKD okazał się być zbliżony do składu cementu. Średnia wielkość cząstek, ustalona na podstawie analizy obrazów z mikroskopu elektronowego wynosiła około 0,5 µm. Ziarna miały w przeważającej większości kształt sferyczny z udziałem sześciennych kryształów soli sodu i potasu. Na podstawie badania wymywalności metali ciężkich zawartych w pyłach CKD stwierdzono stałość ich stężeń i nierozpuszczalność w wodzie.

Słowa kluczowe:

drogi, materiały z recyklingu odpadów stałych, nawierzchnia, podbudowa drogowa, pył z pieca cementowego.

Podobne artykuły

Ewelina Tkaczewska, Możliwość zastosowania mieszaniny popiołu lotnego krzemionkowego i wapiennego do produkcji cementu portlandzkiego wieloskładnikowego CEM II/B-M (V-W) 52,5 , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 4 (2020)
Bartłomiej Krawczyk, Antoni Szydło, Piotr Mackiewicz, Dariusz Dobrucki, Kryteria oceny podbudów związanych cementem zawierających kruszywa pochodzące z recyklingu , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 2 (2019)
Marcin Błaszczak, Karol J. Kowalski, Jan Król, Metoda oceny współczynnika tarcia, głębokości makrotekstury i poziomu dźwięku za pomocą analizy obrazu pola kontaktu opony z nawierzchnią , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 2 (2015)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Adam Zofka, Modelowanie nawierzchni z wykorzystaniem metod homogenizacji mechanicznej i termicznej układów warstwowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 2 (2018)
Andrzej Pożarycki, Przemysław Górnaś, Romuald Sztukiewicz, Zastosowanie fal mechanicznych i elektromagnetycznych w zintegrowanym systemie oznaczania nośności nawierzchni , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 2 (2017)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Leszek Rafalski, Adam Zofka, Nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 1 (2014)
Piotr Mackiewicz, Antoni Szydło, Bartłomiej Krawczyk, Wpływ technologii wykonania nawierzchni betonowych na teksturę i równość , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 2 (2018)
Parth Panchmatia, Michał A. Glinicki, Jan Olek, Wpływ składu mieszanki na właściwości termiczne betonu oraz parametry funkcjonalne nawierzchni sztywnych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 3 (2014)
Grzegorz Mazurek, Przemysław Buczyński, Marek Iwański, Renata Horodecka, Wpływ trójskładnikowego spoiwa hydraulicznego na właściwości recyklowanej podbudowy z asfaltem spienionym oraz emulsją asfaltową: badania terenowe , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 4 (2022)
Roman Nagórski, Krzysztof Błażejowski, Magdalena Nagórska, Analiza porównawcza ugięć i odkształceń dwóch nawierzchni drogowych o dużym obciążeniu ruchem , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 1 (2015)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Ghrair, A. M., & Louzi, N. (2020). Wykorzystanie powstających w cementowniach pyłów z pieców cementowych do poprawy właściwości mechanicznych podbudów drogowych. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 19(3), 199–210. https://doi.org/10.7409/rabdim.020.013

Cited by / Share

Bibliografia

Khudhair M.H., Elharfi A.: Formulation of the cement kiln dust (CKD) in concrete: Studies of the physical chemical and mechanical properties. International Journal of ChemTech Research, 9, 12, 2016, 695-704
Google Scholar

Federal Highway Administration Research and Technology: User Guidelines for Waste and Byproduct Materials in Pavement Construction. Report No. FHWA-RD-97-148, 2016, https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/structures/97148/kd1.cfm, retrieved: 08.09.2018
Google Scholar

Naqi A., Jang J.G.: Recent Progress in Green Cement Technology Utilizing Low-Carbon Emission Fuels and Raw Materials: A Review. Sustainability, 11, 2, 2019, 537
Google Scholar

Pavía S., Regan D.: Influence of cement kiln dust on the physical properties of calcium lime mortars. Materials and Structures, 43, 2010, 381-391, DOI: 10.1617/s11527-009-9496-9
Google Scholar

Bhatty J.I., Bhattacharja S., Todres H.A.: Use of Cement Kiln Dust in Stabilizing Clay Soils. RP 343, PCA Serial No. 2035, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, 1996, https://trid.trb.org/view/572800, retrieved 08.09.2018
Google Scholar

Rahman M.K., Rehman S., Al-Amoudi O.S.B.: Literature review on cement kiln dust usage in soil and waste stabilization and experimental investigation. International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences, 7, 1, 2011, 77-87, www.arpapress.com/Volumes/Vol7Issue1/IJRRAS_7_1_12.pdf
Google Scholar

Seo M., Lee S.Y., Lee C., Cho S.S.: Recycling of Cement Kiln Dust as a Raw Material for Cement. Environments, 6, 10, 2019, 113, DOI:10.3390/environments6100113
Google Scholar

Miller C.T., Bensch D.G., Colony D.C.: Use of cement-kiln dust and fly ash in pozzolanic concrete base courses, in emulsion mix design, stabilization, and compaction. Transportation Research Record. No. 754, 1980, 36-41, http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/trr/1980/754/754-007.pdf
Google Scholar

Button J.W.: Kiln Dust for Stabilization of Pavement Base and Subgrade Materials. Texas A&M University System College Station, Texas Transportation Institute, 2003, https://pdfs.semanticscholar.org/9443/890115bef10aa08aa3f4d9f8e402b1d1fb7c.pdf, retrieved: 12.10.2018
Google Scholar

Petry T.M.: Investigation of agents of practical use to stabilize slopes and erosion along the I-55 corridor south of Sikeston, Missouri. Report No. RI-99-030.Missouri Department of Transportation, Jefferson City, 2001, https://library.modot.mo.gov/RDT/reports/Ri99030/RDT01006.pdf, retrieved: 10.10.2018
Google Scholar

Kumar A., Singh A.K.: Stabilization of Soil using Cement Kiln Dust. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 6, 6, 2017, 11631-11637, http://www.ijirset.com/upload/2017/june/80_19_Stabilization.PDF
Google Scholar

Baghdadi Z.A., Fatani M.N., Sabban N.A.: Soil Modification by Cement Kiln Dust. ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, 7, 4, 1995, 218-222
Google Scholar

Mosaa A.M., Taherb A.H., Al-Jaberib L.A.: Improvement of poor subgrade soils using cement kiln dust. Case Studies in Construction Materials, 7, 2017, 138-143, DOI: 10.1016/j.cscm.2017.06.005
Google Scholar

Owsiak Z., Czapik P., Zapała-Sławeta J.: Testing the cement, hydrated lime and cement by-pass dust mixtures hydration. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 2, 2020, 135-147, DOI: 10.7409/rabdim.020.009
Google Scholar

Adlinge S.S., Gupta A.K.: Pavement Deterioration and its Causes. Second International Conference on Emerging Trends in Engineering (SICETE), IOSR Journal of Mechanical & Civil Engineering (IOSR-JMCE). 2009, 9-15, http://iosrjournals.org/iosr-jmce/papers/sicete(civil)-volume6/60.pdf
Google Scholar

ASTM D1557-12 Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil. (Withdrawn 2018)
Google Scholar

ASTM D2216-10 Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass. (Withdrawn 2017)
Google Scholar

ASTM D1883-16 Standard Test Method for California Bearing Ratio (CBR) of Laboratory-Compacted Soils. (Withdrawn 2018)
Google Scholar

ASTM D4318-00 Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. (Withdrawn 2018)
Google Scholar

Adaska W.S., Taubert D.H.: Beneficial uses of cement kiln dust. IEEE/PCA 50th Cement Industry Technical Conference, IEEE, Miami, 2008, 210-228, http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.465.2054&rep=rep1&type=pdf
Google Scholar

Al karagooly Y.H.J.: Effect of Cement Kiln Dust on Some Properties of Soil. Journal of Babylon University/Engineering Sciences, 20, 4, 2012, 1150-1156, https://www.iasj.net/iasj?func=fulltext&aId=77523
Google Scholar

Mahdi Z.A., Hasan M.A., Jasim H.A.: Assessment of Using Cement Kiln Dust Stabilized Roads Subbase Material. International Journal of Engineering & Technology, 7, 4, 2018, 162-165, DOI: 10.14419/ijet.v7i4.20.25919
Google Scholar

Ayoup M. Ghrair

ayoup.ghrair@bau.edu.jo

Afiliacja:

Al-Balqa Applied University, Water Resources and Environmental Management Department, Al-Salt 19117, P.O. Box 206, Jordania

Nawal Louzi