FR3127942A1 - USE OF NON-HAZARDOUS WASTE INCINERATION BOTTLES IN CONCRETE USES - Google Patents
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Abstract
La présente divulgation concerne une composition de béton comprenant :- un liant hydraulique ;- des granulats ;- de l’eau ; et- optionnellement un ou plusieurs adjuvants ;dans laquelle les granulats comprennent des granulats de MIDND dont la taille varie de 4 à 20 mm, lesdits granulats de MIDND présentant une teneur maximale en poids en métaux non ferreux n’excédant pas 0,2% et une teneur maximale en poids en métaux ferreux n’excédant pas 5%. The present disclosure relates to a concrete composition comprising:- a hydraulic binder;- aggregates;- water; and- optionally one or more adjuvants; in which the aggregates comprise MIDND aggregates whose size varies from 4 to 20 mm, said MIDND aggregates having a maximum content by weight of non-ferrous metals not exceeding 0.2% and a maximum content by weight of ferrous metals not exceeding 5%.
Description
DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne le domaine des compositions de bétons, en particulier des compositions de béton comprenant des granulats de Mâchefers d’Incinération de Déchets Non Dangereux.The present invention relates to the field of concrete compositions, in particular concrete compositions comprising non-hazardous waste incineration bottom ash aggregates.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGICAL BACKGROUND
Les Mâchefers d’Incinération de Déchets Non Dangereux (MIDND) sont des déchets bruts provenant de l’extraction des matières solides en sortie de four des unités d’incinération de déchets non dangereux. Ce sont des matériaux alcalins composés principalement de silicates et d’alumines, de calcaire et de chaux, d’eau (résultant du refroidissement à l’eau des MIDND), d’imbrûlés et de métaux ferreux et non ferreux. Dans grands nombres de pays, l’usage de ces déchets produits en masse est strictement encadré afin de répondre à des exigences techniques et environnementales. Ainsi, avant de pouvoir être valorisés, les MIDND doivent passer par des étapes de traitement (extraction des métaux ferreux, extractions des métaux non ferreux) et de maturation de quelques mois pour réduire leur potentiel polluant.Bottom ash from the incineration of non-hazardous waste (MIDND) is raw waste from the extraction of solid materials at the furnace outlet of non-hazardous waste incineration units. They are alkaline materials composed mainly of silicates and aluminas, limestone and lime, water (resulting from the water cooling of MIDNDs), unburned matter and ferrous and non-ferrous metals. In many countries, the use of this mass-produced waste is strictly regulated in order to meet technical and environmental requirements. Thus, before being able to be recovered, the MIDND must go through stages of treatment (extraction of ferrous metals, extractions of non-ferrous metals) and maturation of a few months to reduce their polluting potential.
A ce jour, la principale voie de valorisation des MIDND est leur utilisation en technique routière, par exemple en sous-couche de chaussée ou d’accotement d’ouvrages routiers revêtus ou encore en remblai technique. Leur utilisation comme granulat pour béton en substitution partielle ou totale des granulats naturels a également été envisagée depuis de nombreuses années. Cependant, leur usage dans ce type d’application a été freiné par des problèmes de compatibilité ciment/granulat réduisant l’intégrité physique et les propriétés mécaniques des matériaux formés. En effet, il a été observé que les bétons préparés à partir de MIDND sont sujets à des phénomènes de gonflement et de fissuration. Les particules métalliques présentes dans les MIDND, en particulier l’aluminium, ont été identifiées comme les principales responsables de ces phénomènes. En effet, l’aluminium s’oxyde en milieu basique conduisant à des dégagements d’hydrogène mais également à la formation d’hydroxydes d’aluminium susceptibles de provoquer des gonflements conduisant à la fissuration des bétons et entraînant une diminution de leurs propriétés mécaniques. La réduction de la teneur en métaux non ferreux dans les MIDND apparaît donc être un challenge à surmonter pour envisager une valorisation plus large des MIDND dans des usages bétons.To date, the main way of recovering MIDNDs is their use in road engineering, for example as sub-base layers or shoulders of paved road structures or even in technical backfill. Their use as aggregate for concrete in partial or total substitution of natural aggregates has also been considered for many years. However, their use in this type of application has been hampered by cement/aggregate compatibility problems reducing the physical integrity and mechanical properties of the materials formed. Indeed, it has been observed that concretes prepared from MIDND are subject to swelling and cracking phenomena. The metallic particles present in MIDNDs, in particular aluminum, have been identified as the main culprits of these phenomena. In fact, aluminum oxidizes in a basic medium leading to the release of hydrogen but also to the formation of aluminum hydroxides likely to cause swelling leading to the cracking of concretes and leading to a reduction in their mechanical properties. Reducing the content of non-ferrous metals in MIDNDs therefore appears to be a challenge to be overcome in order to envisage a broader valuation of MIDNDs in concrete uses.
Un besoin existe donc pour la mise à disposition de compositions de bétons comprenant des granulats de MIDND dans lesquelles les problèmes de compatibilité ciment/granulat sont réduits et également pour la mise à disposition d’un procédé de traitement des MIDND conduisant à des granulats de MIDND pouvant être utilisés dans des usages bétons, c’est-à-dire sans générer les inconvénients observés avec les MIDND conventionnels.A need therefore exists for the provision of concrete compositions comprising MIDND aggregates in which the cement/aggregate compatibility problems are reduced and also for the provision of a method for treating MIDND leading to MIDND aggregates that can be used in concrete applications, that is to say without generating the drawbacks observed with conventional MIDNDs.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
La présente invention porte sur une composition de béton comprenant :The present invention relates to a concrete composition comprising:
- un liant hydraulique ;- a hydraulic binder;
- des granulats ;- aggregates;
- de l’eau ; et- some water ; And
- optionnellement un ou plusieurs adjuvants ;- optionally one or more adjuvants;
dans laquelle les granulats comprennent des granulats de MIDND dont la taille varie de 4 à 20 mm, lesdits granulats de MIDND présentant une teneur maximale en poids en métaux non ferreux n’excédant pas 0,2% et une teneur maximale en poids en métaux ferreux n’excédant pas 5%.in which the aggregates comprise MIDND aggregates whose size varies from 4 to 20 mm, said MIDND aggregates having a maximum content by weight of non-ferrous metals not exceeding 0.2% and a maximum content by weight of ferrous metals not exceeding 5%.
La présente invention porte également sur un procédé de préparation de granulats de MIDND comprenant les étapes suivantes :The present invention also relates to a method for preparing MIDND aggregates comprising the following steps:
(a) fourniture de granulats de MIDND dont la taille est inférieure à 20 mm, de préférence fourniture de granulats de MIDND de fraction granulométrique 0/4, 4/10 et 10/20 ;(a) supply of MIDND aggregates whose size is less than 20 mm, preferably supply of MIDND aggregates of particle size fraction 0/4, 4/10 and 10/20;
(b) élimination des éléments non-ferreux dans les granulats de MIDND par au moins un passage, typiquement au moins deux passages, desdits granulats dans une machine séparatrice à courant de Foucault avec application d’un champ magnétique dont la puissance varie de 0,01 à 1 Tesla.(b) elimination of the non-ferrous elements in the MIDND aggregates by at least one pass, typically at least two passes, of said aggregates in an eddy current separator machine with application of a magnetic field whose power varies from 0, 01 to 1 Tesla.
Enfin, la présente invention porte sur l’utilisation des granulats de MIDND obtenus selon le procédé de l’invention pour la préparation de béton et sur l’utilisation de la composition de béton pour piéger les métaux lourds contenus dans les granulats de MIDND.Finally, the present invention relates to the use of the MIDND aggregates obtained according to the process of the invention for the preparation of concrete and to the use of the concrete composition to trap the heavy metals contained in the MIDND aggregates.
D’autres aspects de l’invention sont tels que décrits ci-dessous et dans les revendications.Other aspects of the invention are as described below and in the claims.
FIGUREFIGURE
Claims (12)
- un liant hydraulique ;
- des granulats ;
- de l’eau ; et
- optionnellement un ou plusieurs adjuvants ;
dans laquelle les granulats comprennent des granulats de Mâchefers d’Incinération de Déchets Non Dangereux (MIDND) dont la taille varie de 4 à 20 mm, lesdits granulats de MIDND présentant une teneur maximale en poids en métaux non ferreux n’excédant pas 0,2% et une teneur maximale en poids en métaux ferreux n’excédant pas 5%.Concrete composition comprising:
- a hydraulic binder;
- aggregates;
- some water ; And
- optionally one or more adjuvants;
in which the aggregates comprise non-hazardous waste incineration bottom ash (MIDND) aggregates whose size varies from 4 to 20 mm, said MIDND aggregates having a maximum content by weight of non-ferrous metals not exceeding 0.2 % and a maximum content by weight of ferrous metals not exceeding 5%.
- lesdits granulats 4/10 de MIDND présentant une teneur maximale en poids en métaux non ferreux n’excédant pas 0,2% et une teneur maximale en poids en métaux ferreux n’excédant pas 5%, et
- lesdits granulats 10/20 de MIDND présentant une teneur maximale en poids en métaux non ferreux n’excédant pas 0,1% et une teneur maximale en poids en métaux ferreux n’excédant pas 5%.Concrete composition according to Claim 1, in which the MIDND aggregates comprise 4/10 and 10/20 aggregates:
- said 4/10 MIDND aggregates having a maximum content by weight of non-ferrous metals not exceeding 0.2% and a maximum content by weight of ferrous metals not exceeding 5%, and
- said 10/20 MIDND aggregates having a maximum content by weight of non-ferrous metals not exceeding 0.1% and a maximum content by weight of ferrous metals not exceeding 5%.
- de 0 à 60% en poids de granulats 4/10 de MIDND ;
- de 0 à 60% en poids de granulats 10/20 de MIDND ; et
- de 10 à 60% en poids de sable,
la somme des pourcentages en poids étant égale à 100%.Composition according to one of the preceding claims, in which the aggregates comprise, relative to the total weight of the aggregates:
- from 0 to 60% by weight of 4/10 MIDND aggregates;
- from 0 to 60% by weight of 10/20 MIDND aggregates; And
- from 10 to 60% by weight of sand,
the sum of the percentages by weight being equal to 100%.
(a) fourniture de granulats de MIDND dont la taille est inférieure à 20 mm, de préférence fourniture de granulats de MIDND de fraction granulométrique 0/4, 4/10 et 10/20 ;
(b) élimination des éléments non-ferreux dans les granulats de MIDND par au moins un passage, typiquement au moins deux passages, desdits granulats dans une machine séparatrice à courant de Foucault avec application d’un champ magnétique dont la puissance varie de 0,01 à 1 Tesla.Process for preparing MIDND aggregates comprising the following steps:
(a) supply of MIDND aggregates whose size is less than 20 mm, preferably supply of MIDND aggregates of particle size fraction 0/4, 4/10 and 10/20;
(b) elimination of the non-ferrous elements in the MIDND aggregates by at least one pass, typically at least two passes, of said aggregates in an eddy current separator machine with application of a magnetic field whose power varies from 0, 01 to 1 Tesla.
(a’) fournir des MIDND maturés ;
(b’) débarrasser les MIDND maturés des éléments dont la taille est supérieure à 300 mm pour obtenir une fraction granulométrique 0/300 ;
(c’) optionnellement débarrasser la fraction granulométrique 0/300 des métaux ferreux ;
(d’) soumettre la fraction granulométrique 0/300 obtenue à l’issue de l’étape (b’) ou (c’) à un criblage avec au moins une coupure à 20 mm, de préférence avec une coupure à 20 mm et une coupure à 80 mm ;
(e’) optionnellement débarrasser la fraction granulométrique 0/20 obtenue à l’étape (d’) des métaux ferreux ;
(f’) soumettre la fraction granulométrique 0/20 obtenue à l’étape (d’) ou (e’) à un criblage à double coupure avec une coupure à 4 mm et une coupure à 10 mm pour obtenir les fractions granulométriques 0/4, 4/10 et 10/20 ;
(g’) optionnellement soumettre la fraction granulométrique 20/300, de préférence la fraction granulométrique 20/80, obtenue à l’étape (d’) à un broyage et répéter les étapes (d’) à (f’).A method according to claim 9 wherein step (a) comprises the following steps:
(a') provide matured MIDNDs;
(b′) removing the matured MIDNDs from elements whose size is greater than 300 mm to obtain a particle size fraction of 0/300;
(c′) optionally removing ferrous metals from the 0/300 particle size fraction;
(d') subjecting the 0/300 particle size fraction obtained at the end of step (b') or (c') to screening with at least one cut-off at 20 mm, preferably with a cut-off at 20 mm and a cut at 80 mm;
(e′) optionally removing ferrous metals from the 0/20 particle size fraction obtained in step (d′);
(f') subjecting the 0/20 particle size fraction obtained in step (d') or (e') to a double cut-off screening with a cut-off at 4 mm and a cut-off at 10 mm to obtain the particle size fractions 0/ 4, 4/10 and 10/20;
(g') optionally subjecting the 20/300 particle size fraction, preferably the 20/80 particle size fraction, obtained in step (d') to grinding and repeating steps (d') to (f').
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| EP2412452A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-01 | Inashco R&D B.V. | Separation apparatus |
| EP2467218A2 (en) * | 2009-08-21 | 2012-06-27 | Recoval Belgium | Method of treating an alkaline granular carbonatable material |
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| EP2412452A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-01 | Inashco R&D B.V. | Separation apparatus |
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