Improved cement mortars by addition of carbonated fly ash from solid waste incinerators

Abstract

This article presents the results of a research developing high performance cement mortars with the addition of municipal solid waste incineration fly ash (MSWIFA) stabilized as insoluble carbonates. The encapsulation of hazardous wastes in mortar matrixes has also been achieved. The ashes present high concentrations of chlorides, Zn and Pb. A stabilization process with NaHCO 3 has been developed reducing 99% the content of chlorides. Developed mortars replace 10% per weight of the aggregates by treated MSWIFA. Physical/mechanical properties of these mortars have been studied. Presence of Zn, Pb, Cu and Cd has been also analyzed confirming that leaching of these heavy metal ions is mitigated. Conclusions prove better behavior of CAC and CSA mortars than those of CEM-I and CEM-II cement. Results are remarkable for the CAC mortars, improving reference strengths in more than 25%, which make them a fast-curing product suitable for the repair of structures or industrial pavements. RESUMEN: Morteros de cemento mejorados con la adición de cenizas volantes carbonatadas provenientes de la incineración de residuos.Este artículo presenta los resultados del desarrollo de morteros mejorados con la incorporación de cenizas volantes de residuos sólidos urbanos inertizadas en forma de carbonatos. Además se consigue la encapsulación de un residuo peligroso. Las cenizas presentan una alta concentración de cloruros, Zn y Pb. Se ha desarrollado un proceso de estabilización con NaHCO 3 reduciendo en un 99% el contenido de cloruros. Los morteros reemplazan un 10% en peso del árido por cenizas tratadas. Se han analizado sus propiedades físico/mecánicas y la presencia de Zn, Pb, Cu y Cd. Se demuestra un mejor comportamiento de los morteros de CAC y CSA que los de CEM-I y CEM-II y se mitiga el lixiviado de metales pesados. Los resultados son significativos en los morteros CAC al mejorar las resistencias de los de referencia en un 25%. Los morteros desarrollados son de curado rápido adecuados para la reparación de estructuras o soleras industriales.