Zvyšovanie účinnosti malých zdrojov tepla využitím ich odpadového tepla

Jozef JANDAČKA, Milan MALCHO, Patrik NEMEC ,Ľudmila NOVÁ

Žilinská univerzita v Žiline, Strojnícka fakulta, Katedra energetickej techniky, Univerzitná 8215/1, 010 26  Žilina,
e-mail: patrik.nemec@fstroj.uniza.sk

Najväčšou tepelnou stratou pri energetickom zhodnocovaní palív v zdrojoch tepla je strata citeľným teplom spalín. Ide o odpadové teplo odvádzané v spalinách, ktoré znižuje účinnosť zdroja tepla o 20 – 40 %. Riešenia problémov so zvyšovaním účinnosti zdrojov tepla prinášajú prevádzkovateľovi úsporu energie, znižovanie emisií a šetrenie zdrojov energie, čo má v konečnom dôsledku vplyv na menšiu tvorbu odpadu. Štandardným spôsobom zvýšenia účinnosti zdrojov tepla je predohrev primárneho vzduchu elektrickým ohrevom alebo aplikáciou výmenníka tepla do spalinového potrubia s riadenou cirkuláciou teplonosného média, čo má za následok zvýšenie spotreby energie a zvýšenie nákladov na energie.

Tento článok sa zaoberá aplikáciou slučkovej gravitačnej tepelnej trubice v krbovej vložke, ktorá využíva odpadové teplo spalín na predohrev primárneho spaľovacieho vzduchu. Výsledkom takejto aplikácie je súčasné zvýšenie teploty privádzaného vzduchu a zníženie teploty komína, čo má za následok zvýšenie účinnosti zdroja tepla bez použitia dodatočnej energie. Podľa získaných výsledkov môže takéto riešenie zvýšiť účinnosť zdroja tepla o 2 až 10 % a prispieť k zníženiu tvorby odpadov pri energetickom zhodnocovaní alternatívnych palív.

Kľúčové slová: znižovanie odpadu, spätné získavanie tepla, zvyšovanie účinnosti a udržateľnosti, znižovanie emisií, zdroj tepla

Využití reaktoru s nízkoteplotním plazmatem k redukci těkavých organických látek

Jana SEIDLEROVÁ^a,b, Petr UNUCKA^c, Petr BĚČÁK^a,b, Michaela TOKARČÍKOVÁ^a, Roman GABOR^a

^a Centrum nanotechnologií CEET, VŠB-Technická Univerzita Ostrava, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Česká republika,
^b Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů FMT, VŠB-Technická Univerzita Ostrava, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Česká republika
^c ECOCOAL s.r.o, Mrštíkova 4, 709 00 Ostrava 9
e-mail: jana.seidlerova@vsb.cz, unuckap@plazkat.cz; petr.becak@vsb.cz; michaela.tokarcikova@vsb.cz, roman.gabor@vsb.cz,  

Těkavé organické látky (VOC), zahrnující celou řadu toxických sloučenin, jsou výraznou hrozbou nejen pro životní prostředí a lidské zdraví. Jejich emise mohou způsobovat sekundární znečištění ozonové vrstvy a vytvářet fotochemický smog, především v oblastech s regionálními zdroji znečištění. Je proto nezbytné věnovat pozornost snížení jejich emisí do ovzduší. Současné technologie zpracování/odstranění těkavých organických látek lze rozdělit na dva typy: technologie nedestruktivní (zejména adsorpce, kondenzace nebo absorpce) a destruktivní, ve kterých se chemickými reakcemi VOC přemění na CO₂, H₂O a případně další méně škodlivé sloučeniny (např. ozonizace, termická oxidace, katalytický rozklad, nízkoteplotní plazma aj.). S ohledem na nutnost zpracování odpadu vzniklého nedestruktivními technologiemi se do poptředí dostávají destruktivní technologie, a to zejména ty, které nejsou energeticky náročné. Mezi ně patří katalytický rozklad a využití nízkoteplotního plazmatu (NTP). Aplikace NTP je spojena s konstrukcí reaktoru, který by měl odolávat korozi a přitom měl dostatečnou účinnost rozkladu VOC. Řešením může být volba vhodnějšího materiálu než je konstrukční uhlíková ocel nebo využití korozivzdorné povrchové úpravy povrchu při zachování dostatečné účinnosti procesu. Jednou z technologií úpravy povrchu vybraných konstrukčních materiálů je technologie mikro-obloukové oxidace (MAO).

Cílem experimentů provedených na laboratorním reaktoru NTP s vyměnitelnou katodou bylo porovnat účinnost redukce acetonu a toluenu při použití katody vyrobené z konstrukční uhlíkové oceli, hliníku a hliníku s povrchovou úpravou technologií MAO. Experimenty byly provedeny za konstatního napětí zdroje plazmatu a rychlosti proudění vzduchu se známou koncentrací acetonu nebo toluenu. V průběhu procesu byla sledována účinnost redukce zvolených VOC i procesní parametry, včetně energetické náročnosti procesu.

Prvotní výsledky experimentů ukázaly, že použití hliníkové katody s upraveným povrchem má srovnatelnou účinnost rozkladu vybraných látek (cca 70 %) jako zbývající použité materiály katody a je srovnatelná s literárními údaji. Zvýšení účinnosti procesu lze dosáhnout optimalizací volitelných parametrů, především napětí zdroje plazmatu a rychlosti proudění plynu. Využití technologie MAO k úpravě povrchu katody reaktoru NTP se jeví jako vhodná alternativa k dražším a korozivzdornějším konstrukčním materiálům (např. Ti, Ta).

Klíčová slova: těkavé organické látky, nízkoteplotní plazma, mikro-oblouková oxidace

Wolframový prach jako důležitý odpad z jaderného fúzního reaktoru

Jaroslav STOKLASA, Lucie KARÁSKOVÁ NENADÁLOVÁ
Centrum výzkumu Řež s.r.o. Hlavní 130, 250 68 Husinec-Řež
e-mail: Jaroslav.stoklasa@cvrez.cz

Jsou zkoumány zdroje wolframového prachu z procesu fúze a posuzuje se mechanismus jeho vzniku. V důsledku probíhajících procesů se v zařízeních souvisejících s jadernou fúzí uvolňují částice wolframu různých velikostí. Tento cenný odpadní materiál by měl být oddělen od radioaktivního tritia a recyklován. Ke koncentraci wolframu při současném odstranění tritia je možné použít buď technologii MSO (oxidace v roztavené soli), nebo alternativně indukční ohřev a tavení, případně jejich vhodnou kombinaci.

Klíčová slova: wolfram; odpady, oxidace v roztavené soli (MSO), indukční ohřev (IH), velikost částic

Membránová destilace při nízkém teplotním gradientu a testování komerčně dostupných membrán

Zuzana HONZAJKOVÁ^a, Marek ŠÍR^a, Jiří HENDRYCH^a, Pavla TOMÁŠOVÁ^a, Marek DOLEŽEL^b

^aVŠCHT Praha, Fakulta technologie ochrany prostředí, Ústav chemie ochrany prostředí, Technická 5, 16000, Praha 6
^b Chemoprojekt, a.s., Třebohostická 3069/14, 100 00, Praha 10
e-mail: zuzana.honzajkova@vscht.cz

V rámci této studie byla zkoumána efektivita membránové destilace s přímým kontaktem (DCMD) při tak nízkých teplotních gradientech (ΔT = 25 °C – 45 °C), kdy by mohlo být pro ohřev využito odpadní teplo a tím podstatným způsobem sníženy provozní náklady procesu. Byly provedeny tři série experimentů: první a druhá série testovala vliv teplotního gradientu (ΔT) a membránové podložky Polynetex green 300 g/m² na permeační výkon membrány, přičemž byly porovnávány konfigurace s podložkou i bez ní. Třetí série srovnávala permeační výkony sedmi různých komerčních membrán. Výsledky ukázaly, že membránová podložka významně zvyšuje permeační výkon (o 35 – 60 %) a zamezuje deformaci membrán. Bylo potvrzeno, že MD je efektivní i při nízkých ΔT, testované membrány (vyjma M2) dosahovaly již při ΔT = 25 °C permeačních výkonů srovnatelných s reverzní osmózou (20 – 27 l/(m².h)). Testování membrán ukázalo značné rozdíly v jejich permeačních výkonech, které jsou při zvýšení teplotního gradientu ještě výraznější. Některé membrány (např. M3) jsou přes vyšší permeační výkony doprovázeny vyššími tepelnými ztrátami, což snižuje jejich specifický permeační výkon vztažený na spotřebovanou energii.

Klíčová slova: Membránová destilace, permeační výkon membrán, nízké teplotní gradienty

Laboratorní respirační testy a jejich význam v rámci nápravy ekologických zátěží

Jana CHUMCHALOVÁ^a, Martin KUBAL^b, Tomáš LANK^b, Lucie ORAVOVÁ^b, Andrey BULKIN^a, Natálie JUSTOVÁ^c, Patricie MALÁ^c, Jiří HENDRYCH^c

^a Ústav udržitelnosti a produktové ekologie, Fakulta technologie ochrany prostředí, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Praha 6,
^b Katedra environmentální chemie a technologie, Fakulta životního prostředí, Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, Pasteurova 3632/15, 400 96 Ústí nad Labem
^c Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Praha 6
e-mail: jana.chumchalova@vscht.cz  

V práci bylo na základě relevantních technických norem navrženo experimentální uspořádání laboratorního respiračního testu určeného pro ověření proveditelnosti aerobní bioremediace kontaminované zeminy. Na tomto zařízení byl proveden 42-denní respirační test, kde vstupní kontaminovaný materiál představovala zemina s uměle přidaným dodekanem. V rámci testu byla sledována jednak varianta aerobní bioremediace s pouze přidanými živinami a dále varianta aerobní bioremediace s přidanými živinami a současně také degradujícími mikroorganismy. Průběžným sledováním produkovaného oxidu uhličitého a provedením dalších doplňkových analýz byl získán rozsáhlý soubor experimentálních dat, na jehož základě byla následně sestavena rovnice kinetiky biodegradace přítomného dodekanu. Rovnice byla poté použita pro odhad časové náročnosti dosažení hypotetického sanačního limitu.

Klíčová slova: biodegradace, horninové prostředí, kontaminace, zemina, respirační test

Sanační a výplňové malty na bázi metalurgických odpadů

Jana DAŇKOVÁ^a, Jana SEIDLEROVÁ^{b, d}, Adéla VALENTOVÁ^a, Petr BĚČÁK^{b, d}, Petr UNUCKA^c

^a VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební, Katedra stavebních hmot a diagnostiky staveb, Ludvíka Podéště 1875/17, 708 00 Ostrava – Poruba,
^b VŠB – Technická univerzita Ostrava, Centrum nanotechnologií CEET, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava – Poruba,
^c ECOCOAL s. r. o, Mrštíkova 4, 709 00 Ostrava 9,
^d VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta materiálově-technologická, Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů, 17. listopadu 15/2172, 708 00, Ostrava – Poruba
e-mail: jana.dankova@vsb.cz, jana.seidlerovava@vsb.cz, adela.valentova@vsb.cz, petr.becak@vsb.cz, unuckap@plazkat.cz

V souladu s politikou udržitelného rozvoje je další směřování všech odvětví průmyslu a služeb směrem k cirkulární ekonomice velmi aktuálním tématem. Stávající analýzy na toto téma odhadují vysoký potenciál pro rozvoj cirkulární ekonomiky zejména v oblasti výroby oceli, cementu, betonu a stavebnictví. Tématem tohoto příspěvku je multidisciplinární experimentální analýza možnosti aplikace vybraných metalurgických odpadů jako hlavních surovin pro výrobu sanačních a výplňových malt pro zdivo. Snížení pevných částic v emisích v posledních letech vede k produkci tzv. jemnozrnných odpadů, které nelze bez úpravy recyklovat. Mezi takové patří především metalurgické odprašky ze suchého čištění odpadních plynů aglomerace, výroby železa a oceli, nebo popílky ze spalovacích procesů, cementáren aj. Hlavními složkami metalurgických odprašků jsou Fe₂O₃, FeO, Al₂O₃, CaO, MgO, MnO, SiO₂ v různých hmotnostních poměrech, popílek ze spalovacích procesů obsahuje především Al₂O₃, SiO₂, CaO ve formě volného CaO, sírany. Oba druhy odpadů pak mohou obsahovat další prvky v množství menším než 1 hmot. %. Důležitou složkou pro recyklaci je obsah vápníku ve formě volného CaO, který slouží jako pojivo. Jemnozrnné metalurgické odpady – odprašky nebo směs odprašků a kalů – se smíchají s popílkem ze spalovacích procesů v hmotnostním poměru 4:1. Uvedenou směs lze zkusovět nebo přímo využít v dalších odvětvích průmyslu, a tedy i stavebnictví. V oboru stavebnictví je realizace sanačních opatření na konstrukcích a objektech zásadním přístupem pro eliminaci vzniku odpadů, prodloužení životnosti staveb a pro snižování hodnot environmentálních dopadů při výstavbě a užívání staveb. Výplňové malty jsou určeny pro vyplňování dutin a spár ve zdivu, případně pro sanaci degradovaných betonových a železobetonových konstrukcí. Sanační malty pro zdivo jsou materiály určené pro aplikaci sekundárních opatření pro snižování vlhkosti a zasolení zděných konstrukcí s cílem obnovit jejich funkce. Současný sortiment sanačních a výplňových malt je převážně založen na materiálech na bázi cementu, přírodních neobnovitelných surovin, případně se jedná o směsné polymercementové materiály. V této experimentální studii byly ověřovány vlastnosti malt, u kterých bylo 80 % cementu nahrazeno vybranými metalurgickými odpady a nebyly použity žádné přídavné polymerní látky pro úpravu jejich vlastností. Výsledky úvodní experimentální studie jsou perspektivní a budou použity pro další výzkum a vývoj řešené problematiky.

Klíčová slova: malty, přírodní cement, metalurgické odpady, stavební materiály, sanační malty pro zdivo

Využití magnetických a nemagnetických frakcí uhelného popela pro přípravu glazury z odpadních materiálů

Michaela TOPINKOVÁ^a, Filip KOVÁR^b a Hana OVČAČÍKOVÁ^a

^a Katedra tepelné techniky, Fakulta materiálových věd a technologií, VŠB – Technická univerzita Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava 708 00, Česká republika,
^b Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů, Fakulta materiálových věd a technologií, VŠB – Technická univerzita Ostrava, 17. listopadu 15, Ostrava 708 00, Česká republika
e-mail: filip.kovar@vsb.cz

Příspěvek se zabývá využitím magnetických a nemagnetických frakcí popílku ze spalování uhlí pro přípravu keramických glazur s odpadním sklem. Cílem studie bylo ověřit vhodnost použití těchto druhotných surovin pro přípravu tzv. odpadních glazur s různými funkčními a estetickými vlastnostmi.

Experimentálně byly analyzovány fyzikální (distribuce velikosti částic, specifický povrch) i chemické vlastnosti jednotlivých materiálů. Navržené mixy glazur byly aplikovány na dva typy keramických podkladů a vypalována na teploty 1060 °C a 1200 °C. Rovněž byly analyzovány barevné parametry a případné defekty glazur po výpalu.

Na základě výsledků, lze říci, že magnetické frakce s vyšším obsahem Fe₂O₃ generují tmavší, sytější odstíny vhodné pro tmavé dekorační glazury. Naproti tomu nemagnetické frakce s vyšším obsahem Al₂O₃ a nižším obsahem železa umožňují tvorbu matných nebo světlejších glazur. Funkce odpadního skla přispívá k dobré tavitelnosti a umožňuje tvorbu světlých, lesklých glazur díky vysokému obsahu SiO₂ a tavidel Na₂O a CaO.

Studie dále potvrzuje, že složení vstupních surovin, jejich poměr a teplota výpalu významně ovlivňují barvu a vlastnosti glazur. Zjištěné výsledky podporují využití popílku a odpadního skla v keramickém průmyslu a nabízejí alternativu k primárním surovinám.

Klíčová slova: Uhelný popel, magnetická separace, glazura, druhotné suroviny, Fe₂O₃, udržitelné materiály, recyklace, keramika.

Použití magnetické separace k získávání železa z ocelové strusky

Filip KOVÁR, Lucie BARTOŇOVÁ a Vlastimil MATĚJKA

Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů, Fakulta materiálových věd a technologií, VŠB – Technická univerzita Ostrava, 17. listopadu 2172/15, Ostrava 708 00, Česká republika, e-mail: filip.kovar@vsb.cz

Studie zkoumá zpětné získávání železa z ocelové strusky pomocí dvou různých přístupů: vibrofluidní magnetické separace (VMS) a mokré magnetické separace (WMS). VMS dosáhla vysoké koncentrace železa v magnetické frakci (55,08 hmot. % Fe₂O₃), což demonstruje potenciál této metody selektivně zachytit částice bohaté na železo bez použití vody. Celkové množství magnetického koncentrátu získaného pomocí VMS však bylo nízké. Manuální magnetická separace přinesla další frakce, ale ty obsahovaly nižší koncentrace Fe. Naproti tomu WMS s velmi silným magnetem dosáhla 55,08 hmot. % Fe₂O₃ v magnetické frakci, ale zachytila téměř polovinu vzorku, což vedlo k nižší celkové selektivitě.

Klíčová slova: Ocelová struska, magnetická separace, železo, regenerace, Fe₂O₃.

Popílek z biomasy jako potenciální materiál pro stavebnictví

Karolína KRÁLOVÁ.^a, Jan KONVALINKA^b, Klára BETÁKOVÁ^a, Martina ŠÍDLOVÁ^a, Petr FORMÁČEK^b, Rostislav ŠULC^b

^aVysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav skla a keramiky, Technická 5, 166 28, Praha 6, Česká republika
^bČeské vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Thákurova 7, 166 29, Praha 6, Česká republika
e-mail: karolina.kralova@vscht.cz

S postupným útlumem uhelných elektráren a rostoucím důrazem na obnovitelné zdroje energie se popílek z biomasy stává jedním z potenciálních alternativních zdrojů surovin pro stavebnictví. Zatímco popílky z uhlí jsou dlouhodobě využívány jako příměsi do cementů a betonů, popílky vznikající spalováním nebo spoluspalováním biomasy představují novou výzvu. Jejich chemické a mineralogické složení se výrazně liší v závislosti na typu biomasy a technologii spalování, což komplikuje jejich přímé využití ve stavebních materiálech. Tato práce se zaměřuje na charakterizaci popílků z biomasy pocházejících z různých spalovacích procesů v České republice. Představuje jejich chemické a fázové složení a porovnává je s úletovým (FA) a fluidním (FBC) popílkem, jakož i s požadavky kladenými na materiály využitelné ve stavebnictví.

Analýzy ukazují, že úletový popílek splňuje požadavky normy EN 450-1, zatímco popílky z biomasy je obecně nesplňují, a to hlavně kvůli zvýšenému obsahu alkálií, síranů, chloridů a fází obsahujících vápník. Navzdory těmto omezením mineralogické složení potvrdilo vysoký podíl amorfní fáze v popílcích z biomasy, což naznačuje potenciální pucolánovou aktivitu. Z hlediska fyzikálních vlastností vyžadují popílky z biomasy další zpracování, například mletí, aby bylo dosaženo vhodné velikosti částic pro použití jako doplňkový cementový materiál (SCM).

Klíčová slova: popílek, popílek z biomasy, popílek z fluidního spalování, rentgenová difrakce, rentgenová fluorescenční analýza, analýza velikosti částic

Ověření využitelnosti odpadů jako náhrady elektricky vodivých plniv v cementových pastách

Vít ČERNÝ, Jindřich MELICHAR, Lenka MÉSZÁROSOVÁ

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Veveří 95, 63500 Brno
e-mail: vit.cerny@vut.cz

Předložený článek se věnuje hlavním parametrům elektricky vodivých cementových past s příměsí primárního a odpadního grafitu. V rámci experimentálního ověřování byly testovány receptury s náhradou cementu vybranými typy grafitů v podílu 0 – 19 % hm. Jednalo se o primární přírodní grafit Supragraphite C 63 a odpadní grafit „Odpad vysavač“, získávaný odsáváním z výrobních prostor. Postupné zvyšování obsahu grafitů ve směsi umožňuje snižování elektrické rezistivity. Vyšší zastoupení jemných částic v odpadním grafitu umožnilo dosažení nižších hodnot elektrické rezistivity a při 19% náhradě cementu dosažení perkolačního prahu. Příměs obou grafitů snižuje objemovou hmotnost a poměrně výrazně pevnost v tlaku. Pozitivní efekt má příměs grafitů na pevnost v tahu ohybem. Obecně lze konstatovat, že odpadní grafit „Odpad vysavač“ zaznamenal nižší rezistivitu při vyšších pevnostech a lze tak považovat za vhodnou náhradu srovnatelného primárního plniva Supragraphite C 63.

Klíčová slova: Elektricky vodivý kompozit, grafit, odpad, perkolační práh.

Vývoj alkalicky aktivovaného směsného pojiva s cílem minimalizace objemových deformací

Michal HIMMEL, Rostislav ŠULC

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Katedra technologie staveb, Thákurova 7, 166 29, Praha 6,
e-mail: michal.himmel@fsv.cvut.cz, rostislav.sulc@fsv.cvut.cz

V této práci je zkoumána možnost výroby směsného pojiva na bázi alkalicky aktivovaných elektrárenských popílků. Fluidní úletový popílek (FBC) je rozpínavý, a díky příměsi vápence je reaktivní. Na druhou stranu vysokoteplotní ložový popílek (FA) vykazuje značné smrštění a zároveň má extrémně pomalý náběh pevnosti. Smísením těchto dvou popílků očekáváme vytvoření pojiva, které bude objemově stálé a bude mít i další parametry (zpracovatelnost, dlouhodobé pevnosti) také na dostatečných úrovních. V této práci bylo využito pojivo SORFIX na bázi fluidního popílku a vysokoteplotní ložový popel z elektrárny Tušimice. Ložový popel byl alkalicky aktivován (AA) roztokem hydroxidu sodného a sodného vodního skla. Hlavním sledovaným parametrem experimentu byla objemová stálost, sekundárně pak pevnost v tlaku. Byly vyrobeny i referenční směsi pouze z jednotlivých pojiv. Směsi s poměrem blízkým 50:50 nebylo, z důvodu vysoké reaktivity FBC, možné vyrobit. Kaše s poměrem 10:90 až 20:80 se jeví jako optimální z hlediska kontrolovaných parametrů.

Klíčová slova: Alkalická aktivace; směsné pojivo; úletový popílek, fluidní popílek; objemové změny; smrštění; FA; FBC

Studium metod měření hydratačního tepla popílků ze spoluspalování biomasy a alternativních sulfáto-vápenatých pojiv

Lukáš MAUERMANN^a, Klára BETÁKOVÁ^a, Martina ŠÍDLOVÁ^a, Jan KONVALINKA^b, Rostislav ŠULC^b

^aVysoká škola chemicko-technologická, Fakulta chemické technologie, Ústav skla a keramiky, Technická 5, 166 28 Praha 6 – Dejvice
^bČeské vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Katedra technologie staveb, Thákurova 7, 166 29, Praha 6
 e-mail: lukas.mauermann@vscht.cz

V této práci byl zkoumán vliv různých hydraulických pojiv a popílků z fluidního spalování směsi uhlí a biomasy (CC-BMA) v poměru 4:1 na vývoj hydratačního tepla malt během hydratace. Byly vybrány ložový a úletový popílek z elektrárny Hodonín (ČEZ EP a.s., CZ), u kterých byla posouzena hydratační kapacita pro možné využití ve stavebnictví. Současně byl zkoumán vliv mletí popílků na vývoj hydratačního tepla. Dále byla měřena malta z Portlandského cementu, pojiva Sorfix na bázi fluidních popílků a alternativního bezslínkového pojiva 3C na bázi kalcinovaných jílů. Kalorimetrická měření byla prováděna pomocí semi-adiabatického kalorimetru dle normy ČSN EN 196-9. Druhou srovnávací metodou bylo měření vývinu teploty během hydratace směsí v soustavě uzavřených Dewarových nádob. Bylo zjištěno, že malta s cementem dosáhla největšího hydratačního tepla po 72 hodinách. U malt s bezslínkovým pojivem 3C a malty s pojivem Sorfix byl zaznamenán hlavní nárůst hydratačního tepla v počátcích měření vlivem hydratace volného vápna a anhydritu. Malty s úletovým popílkem CC-BMA zaznamenaly nízký nárůst hydratačního tepla, přičemž více jemný popílek dosáhl vyššího hydratačního tepla. U malt s ložovým popílkem CC-BMA během měření hydratační reakce neproběhly.

Klíčová slova: kalorimetrie, hydratační teplo, bezslínkové pojivo 3C, fluidní popílek
CC-BMA, ekologie

Vliv odpadní celulózy na vlastnosti autoklávovaného pórobetonu

Lenka MÉSZÁROSOVÁ, Vít ČERNÝ, Jindřich MELICHAR, Šimon BARÁNEK, Jakub HODUL a Rostislav DROCHYTKA

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Veveří 331/94, 605 00 Brno,
e-mail: lenka.meszarosova@vut.cz

Příspěvek se zabývá hodnocením vlivu přídavku celulózových vláken, a to primární mikrocelulózy a odpadní celulózy (v množství 0,5 %, 1,0 % a 1,5 % hm.) na technologické vlastnosti v průběhu přípravy a také fyzikálně mechanické vlastnosti autoklávovaného pórobetonu. Cílem bylo experimentálně ověřit, jakým způsobem celulózová vlákna ovlivňují základní vlastnosti: objemovou hmotnost, pevnost v tlaku, koeficient konstruktivnosti, pórovou strukturu a mikrostrukturu výsledného materiálu a tím současně prověřit možnosti využití papírového odpadu jako příměsi při výrobě pórobetonů. Z výsledků vyplývá, že odpadní celulóza může být vhodnou alternativní surovinou pro modifikaci autoklávovaného pórobetonu, jelikož pomáhá zlepšit mechanické vlastnosti. Využití této druhotné suroviny tak představuje environmentálně i technicky přínosný přístup k výrobě lehkých stavebních materiálů s nižšími environmentálními dopady.

Klíčová slova: autoklávovaný pórobeton, odpadní vlákna, odpadní celulóza, mikrostruktura, pevnost v tlaku, koeficient konstruktivnosti.

Možnosti využití plazmatické úpravy odpadního skla pro cementové kompozity s betonovým recyklátem

Matěj NOVOTNÝ ^a, Zdeněk PROŠEK ^a, Oleg BABČENKO ^b, Pavel TESÁREK ^a

^a České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, Thákurova 7, 166 29 Praha 6, Česká republika,
^b Fyzikální ústav Akademie věd České republiky, v. v. i., Cukrovarnická 10/112, 162 00 Praha 6
 e-mail: matej.novotny@fsv.cvut.cz

Článek se zabývá možností efektivního využití betonového recyklátu v cementových kompozitech za současné aplikace mikromletého skla jako částečné náhrady cementu. Podle platných norem je v betonech povoleno využití recyklátu frakce nad 4 mm pouze do maximálního podílu 50 hm. %. V této studii je tato hranice posunuta a ve zkoumané betonové směsi bylo hrubé kamenivo nahrazeno recyklovaným kamenivem ze 100 %. Mikromleté sklo bylo použito jako částečná náhrada cementu v pojivu v množství 20 hm. %. V kombinaci s povrchovou úpravou skleněných částic pomocí plazmatu bylo cílem dosáhnout lepšího zapojení recyklovaného kameniva do mikrostruktury kompozitu, a tím příznivě ovlivnit výsledné vlastnosti. Vývoj mechanických parametrů byl sledován po dobu 90 dní, a to nedestruktivní metodou ultrazvukového měření i destruktivními zkouškami. Vliv mikromletého skla na chování cementového kompozitu byl detailně popsán pomocí elektronové mikroskopie, která poskytla vysvětlení pozorovaných změn mechanických vlastností.

Klíčová slova: cement, odpadní materiály, sklo, plazmatické úpravy, recyklace, mechanické vlastnosti.

Plýtvání potravinami v ubytovacích a gastronomických zařízeních v Česku: postupy monitorování v ubytovacích zařízeních a preference zákazníků restaurací ve vztahu k plýtvání potravinami

Kateřina PROVAZNÍK RYGLOVÁ, Andrea KRÁLIKOVÁ*, Veronika BARTLOVÁ, Nikola MÁJKOVÁ, Marie VEČEŘOVÁ

Mendelova univerzita v Brně, Provozně ekonomická fakulta, Ústav marketingu a obchodu, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česko
*Korespondenční autor: e-mail: andrea.kralikova@mendelu.cz

Tato studie zkoumá problematiku plýtvání potravinami v českém pohostinství ze dvou komplementárních perspektiv: jak ubytovací zařízení tento problém sledují a omezují a jak zákazníci restaurací hodnotí opatření související s prevencí plýtvání. Výzkum vychází ze dvou dotazníkových šetření. V ubytovacích zařízeních zůstává úroveň monitorování nízká – pouze 3,15 % respondentů uvedlo přesné vážení potravinového odpadu, 53,15 % se spoléhá na přibližné odhady a 43,70 % jej nesleduje vůbec. Nejvíce odpadu vzniká při bufetovém stravování. Na straně zákazníků analýza Importance–Performance (IPA) zaměřená na opatření související s potravinovým odpadem ukazuje, že hosté přikládají vysokou důležitost, avšak nižší míru spokojenosti možnostem menších porcí, spolupráci s aplikacemi proti plýtvání a omezování obalů. Výsledky tak naznačují praktický rámec opatření, který zahrnuje systematické vážení a digitální monitoring, upřednostnění zásahů v bufetových provozech a transparentní komunikaci dosaženého pokroku. V restauracích doporučujeme zdůraznit strategie velikosti porcí, partnerství s iniciativami proti plýtvání a omezení obalů, aby se odstranily rozdíly mezi důležitostí a výkonem. Přestože je vzorek spotřebitelů poměrně malý, integrovaný pohled z perspektivy provozovatelů a zákazníků ukazuje jasné a prakticky využitelné nástroje pro snižování zbytečného plýtvání potravinami v Česku.

Klíčová slova: plýtvání potravinami, monitoring, Importance–Performance Analysis (IPA), ubytovací a gastronomická zařízení, preference zákazníků, udržitelnost

Racionální přístupy k nakládání s digestátem

Pavel MÍCHAL, Pavel ŠVEHLA, Barbora KOUBKOVÁ, Jakub TEGEL, Pavel TLUSTOŠ

Česká zemědělská univerzita v Praze, Katedra agroenvironmentální chemie a výživy rostlin, Kamýcká 129, Praha 6 – Suchdol
e-mail: michalp@af.czu.cz

Příspěvek je zaměřen na shrnutí dosavadních poznatků v oblasti aplikace inovativních postupů zpracování digestátu produkovaného v rámci provozu zemědělských bioplynových stanic. Pozornost je věnována zejména racionalizaci využití živin obsažených v digestátu, možnosti eliminovat ztráty dusíku při manipulaci s digestátem a snížení jeho objemu za účelem minimalizace problémů při skladování a transportu. Hlavním cílem presentovaného výzkumu je přitom identifikovat cesty, jak digestát co nejlépe využít ve výživě rostlin. Jsou shrnuty dosud získané výsledky laboratorních testů zaměřených na stripování amoniaku za účelem získání dusíkatého hnojiva a na nitrifikaci digestátu aplikovanou za účelem zamezení těkání amoniaku při skladování digestátu i při jeho aplikaci na zemědělskou půdu. Výsledky naznačují poměrně vysoký potenciál těchto postupů pro jejich budoucí aplikaci v provozním měřítku. Je také nastíněn plán navazujících aktivit, které by měly podpořit postupný transfer vyvíjených postupů do praxe. Ty budou zaměřeny na postupnou integraci obou zmíněných procesů a jejich vhodnou kombinaci s tepelným zahušťováním digestátu.

Klíčová slova: bioplynové stanice; digestát; emise amoniaku; stripování; nitrifikace; tepelné zahušťování

Increasing the Efficiency of a Small Heat Source by Reusing its Waste Heat

Jozef JANDAČKA, Milan MALCHO, Patrik NEMEC, Ľudmila NOVÁ

University of Zilina, Faculty of Mechanical Engineering, Univerzitná 8215/1, 010 26 Žilina, Slovak Republic
e-mail: patrik.nemec@fstroj.uniza.sk

The biggest heat loss during the energy recovery of fuels in heat sources is the loss due to the sensible heat of flue gases. This is waste heat removed in the flue gas, which reduces the efficiency of the heat source by 20-40%. Solutions to problems with increasing the efficiency of heat sources bring energy savings to the operator, reducing emissions and saving energy sources, which ultimately has an impact on less waste generation. The standard way to increase the efficiency of heat sources is to preheat the primary air by electric heating or by applying a heat exchanger to the flue gas pipe with a controlled circulation of the heat carrier, which results in an increase in energy consumption and an increase in energy costs. This article deals with the application of a gravity loop heat pipe in a fireplace insert, which uses the waste heat of the flue gas to preheat the primary combustion air. The result of such an application is a simultaneous increase in the temperature of the supplied air and a decrease in the chimney temperature, which results in an increase in the efficiency of the heat source without the use of additional energy. According to the obtained results, such a solution can increase the efficiency of the heat source by 2 to 10% and contribute to the reduction of waste generation during the energy recovery of fuels.

Klíčová slova: waste reduction, heat recovery, increasing efficiency and sustainability, emission reduction, heat source

Use of a low-temperature plasma reactor to reduce volatile organic compounds

Jana SEIDLEROVÁ^a,b, Petr UNUCKA^c, Petr BĚČÁK^a,b, Michaela TOKARČÍKOVÁ^a, Roman GABOR^a

^a Nanotechnology Centre CEET, VŠB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Czech Republic,
^b Department of Chemistry and Physico-Chemical Processes, Faculty of Material Science and Technology, VŠB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Czech Republic
^c ECOCOAL s.r.o, Mrštíkova 4, 709 00 Ostrava 9,Czech Republic
e-mail: jana.seidlerova@vsb.cz, petr.becak@vsb.cz, michaela.tokarcikova@vsb.cz, roman.gabor@vsb.cz, unuckap@plazkat.cz

Volatile organic compounds (VOCs), which include a wide range of toxic compounds, pose a significant threat to the environment and public health. Reducing their emissions is therefore an important task for the industries in which they are produced. Given the need to process waste generated by non-destructive technologies, destructive technologies are coming to the fore, especially those that are not low-energy. These include catalytic decomposition and non-temperature plasma (NTP) technology. However, reactors used for the reduction of VOCs must be resistant to corrosion caused by the passage of gaseous substances, they should be made of affordable materials, and they should not negatively affect the efficiency of VOC decomposition.

One solution is to use micro-arc oxidation (MAO) technology to treat the surface of reactor components. The purpose of the experiments carried out on a laboratory NTP reactor with a replaceable cathode was to compare the efficiency of acetone and toluene reduction using a reactor cathode made of structural carbon steel, aluminium, and aluminium with a MAO surface treatment. During the process, the efficiency of the reduction of selected VOCs and process parameters, including the energy intensity of the process, were monitored.

The initial results of the experiments showed that the use of an aluminium cathode with a modified surface has an efficiency comparable to that of the other cathode materials used and, in the case of toluene reduction, it also exhibits lower energy consumption. The use of MAO technology to modify the surface of the NTP reactor cathode appears to be a suitable alternative to the use of more expensive and more corrosion-resistant construction materials (e.g. Ti and Ta).

Keywords: volatile organic compounds, non-thermal plasma, mic-arc oxidation

Tungsten dust as a significant waste from a nuclear fusion reactor

Jaroslav STOKLASA, Lucie KARÁSKOVÁ NENADÁLOVÁ

Research Centre Řež, Hlavní 130, Husinec-Řež, 250 68, Czech Republic,
e-mail: jaroslav.stoklasa@cvrez.cz

During the normal operation of a tokamak (JET, ITER, EU DEMO), the highly durable tungsten armour on the inner surface of the reactor wears out. The sources of tungsten dust are investigated along with an assessment of the mechanism of its formation. Because of the processes involved, tungsten particles of different sizes are released. The tungsten material that is released is usually tritiated. Normally, it is removed from the reactor in the form of dust and treated as waste material. This valuable material should be separated from the radioactive tritium and recycled. To concentrate the tungsten, while simultaneously removing the tritium, it is possible to either use the molten salt oxidation technology or, alternatively, induction heating and melting, or a suitable combination thereof. This paper describes experimental testing of tungsten dust extraction using both technologies. The goal of the paper is to introduce the possibility that tungsten dust particles may be recycled using these methods, which seem to be very promising for the processing and recovery of this valuable waste.

Keywords: tungsten; waste, molten salt oxidation (MSO), induction heating (IH), size of particles

Low-temperature-gradient membrane distillation and testing of commercially available membranes

Zuzana HONZAJKOVÁ^a*, Marek ŠÍR^a, Jiří HENDRYCH^a, Pavla TOMÁŠOVÁ^a, Marek DOLEŽEL^b

^a University of Chemistry and Technology Prague, Faculty of Environmental Technology, Czech Republic;
^b Chemoprojekt, a.s., Czech Republic
* corresponding author: e-mail: zuzana.honzajkova@vscht.cz

In the framework of this study, the efficiency of direct contact membrane distillation (DCMD) was investigated at such low temperature gradients (ΔT = 25 °C – 45 °C) that waste heat could be used for heating, thus substantially reducing the operating costs of the process. Three series of experiments were carried out: the first and second series tested the influence of the temperature gradient (ΔT) and the Polynetex green 300 g/m² membrane support on the permeation performance of the membrane, comparing configurations with and without the support. The third series compared the permeation performances of seven different commercial membranes. The results showed that the membrane support significantly increases permeation performance (by 35 – 60%) and prevents membrane deformation. It was confirmed that MD is effective even at low ΔT; the tested membranes (with the exception of M2) achieved permeation performances comparable to reverse osmosis (20 - 27 L/(m²·h)) already at ΔT = 25 °C. Membrane testing showed considerable differences in their permeation performances, which are even more pronounced with an increase in the temperature gradient. Some membranes (e.g., M3), despite higher permeation performances, are accompanied by higher heat losses, which reduces their specific permeation performance relative to the energy consumed.

Keywords: Membrane distillation, waste heat utilization, membrane permeation performance

Laboratory-scale respiratory tests and their importance in reducing the environmental burden

Jana CHUMCHALOVÁ^a, Martin KUBAL^b, Tomáš LANK^b, Lucie ORAVOVÁ^b, Andrey BULKIN^a, Natálie JUSTOVÁ^c, Patricie MALÁ^c, Jiří HENDRYCH^c

^a Department of Sustainability and Product Ecology, Faculty of Environmental Technology, University of Chemistry and Technology Prague, Technická 5, 166 28 Praha 6, Czech Republic
^b Department of Environmental Chemistry and Technology, Faculty of Environment, J. E. Purkyně University, Pasteurova 3632/15, 400 96 Ústí nad Labem, Czech Republic
^c Department of Environmental Chemistry, Faculty of Environmental Technology, University of Chemistry and Technology Prague, Technická 5, 166 28 Praha 6, Czech Republic
corresponding author: e-mail: jana.chumchalova@vscht.cz

Based on relevant technical standards, the work proposed an experimental setup for a laboratory respiration test designed to verify the feasibility of aerobic biodegradation of contaminated soil. A 42-day respiration test was performed on this experimental system, where the input contaminated material was soil with artificially added dodecane. Through semi-continuous monitoring of the carbon dioxide produced and additional analyses, a set of data was obtained, on the basis of which an equation for the kinetics of dodecane degradation was compiled. The equation was then applied to estimate the time required to reach a hypothetical remediation limit.

Keywords: biodegradation, rock environment, contamination, soil, respiration test

Repair and filling mortars based on metallurgical waste

Jana DAŇKOVÁ^a, Jana SEIDLEROVÁ^{b, d}, Adéla VALENTOVÁ^a, Petr BĚČÁK^{b d}, Petr UNUCKA^c

^a VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Materials and Diagnostics of Structures, Ludvíka Podéště 1875/17, 708 00 Ostrava – Poruba, Czech Republic
^b VSB – Technical University of Ostrava, Nanotechnology Centre CEET, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava – Poruba, Czech Republic
^c ECOCOAL s. r. o, Mrštíkova 4, 709 00 Ostrava 9, Czech Republic
^d Department of Chemistry and Physico-Chemical Processes, Faculty of Material Science and Technology, VSB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15/2172, 708 00, Ostrava, Poruba, Czech Republic
e-mail: jana.dankova@vsb.cz, jana.seidlerovava@vsb.cz, adela.valentova@vsb.cz, petr.becak@vsb.cz unuckap@plazkat.cz

The topic of this paper is an experimental analysis of the possibility of using selected metallurgical wastes as the main raw materials for the production of repair and filling mortars for masonry. Technology for reducing solid particles in industrial emissions leads to the production of fine-grained wastes, which cannot be recycled without treatment. These include metallurgical dust from dry cleaning of waste gases from agglomeration, iron and steel production, or fly ash from combustion processes, cement plants, etc. The main components of metallurgical dust are Fe₂O₃, FeO, Al₂O₃, CaO, MgO, MnO, SiO₂ in various weight ratios. Fly ash from combustion processes contains mainly Al₂O₃, SiO₂, CaO in the form of free CaO and sulphates. On the basis of the chemical composition of these wastes, their use in construction can be considered. In the construction industry, the implementation of remediation measures is a fundamental approach to eliminating waste generation and extending the life of buildings. Remediation filling mortars are, among other things, intended to fill cavities and joints in masonry. Repair plaster mortars for masonry are materials intended for secondary measures to reduce moisture and salinity in masonry structures. The current range of repair and filling mortars is mainly based on cement-based materials, high-quality sorted natural non-renewable raw materials, or mixed polymer-cement materials. This experimental study verified the properties of mortars in which the binder and filler were largely replaced by selected metallurgical wastes. The results of the initial study are promising and will be used for further research and development in this area.

Keywords: mortars, natural cement, metallurgical waste, building materials, masonry repair mortars

Use of Magnetic and Non-Magnetic Fractions of Coal Ash in the Preparation of Glazes from Waste Materials

Michaela TOPINKOVA^a, Filip KOVAR^b, Hana OVCACIKOVA^a

^a Department of Thermal Engineering, Faculty of Materials Science and Technology, VSB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, Ostrava 708 00, Czech Republic,
^b Department of Chemistry and Physico-Chemical Processes, Faculty of Materials Science and Technology, VSB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, Ostrava 708 00, Czech Republic,
Corresponding author:e-mail: filip.kovar@vsb.cz

The paper deals with the use of magnetic and non-magnetic fractions of coal combustion ash for the preparation of ceramic glazes with waste glass. The aim of the study was to verify the suitability of these secondary raw materials for the production of so-called waste-derived glazes with various functional and aesthetic properties.

The physical (particle size distribution, specific surface area) and chemical properties of the individual materials were analysed experimentally. The proposed glaze mixtures were applied to two types of ceramic substrates and fired at 1060 °C and 1200 °C. Colour parameters and possible glaze defects after firing were also examined.

Based on the results, it can be concluded that magnetic fractions with a higher Fe₂O₃ content generate darker, more saturated shades suitable for dark decorative glazes. In contrast, non-magnetic fractions with higher Al₂O₃ content and lower iron content allow the formation of matte or lighter glazes. The function of waste glass contributes to good fusibility and enables the formation of light, glossy glazes thanks to its high SiO₂ content and the presence of fluxes Na₂O and CaO.

The study further confirms that the composition of the raw materials, their ratio, and the firing temperature significantly affect the colour and properties of the glazes. The findings support the use of coal ash and waste glass in the ceramic industry and offer an alternative to primary raw materials.

Keywords: Coal ash, magnetic separation, glaze, secondary raw materials, Fe₂O₃, sustainable materials, recycling, ceramics.

Using magnetic separation to recover iron from steel slag

Filip KOVAR, Lucie BARTONOVA, Vlastimil MATEJKA

Department of Chemistry and Physico-Chemical Processes, Faculty of Materials Science and Technology, VSB-Technical University of Ostrava, 17. listopadu 2172/15, Ostrava 708 00, Czech Republic,
Corresponding author: e-mail: filip.kovar@vsb.cz

The study investigates the recovery of iron from steel slag using two different approaches: vibrofluid magnetic separation (VMS) and wet magnetic separation (WMS). VMS achieved a high iron concentration in the magnetic fraction (55.08 wt. % Fe₂O₃), demonstrating the potential of this method to selectively capture iron-rich particles without the use of water. However, the total amount of magnetic concentrate obtained by VMS was low. Manual magnetic separation yielded additional fractions, but these contained lower Fe concentrations. In contrast, WMS reached 32.23 wt. % Fe₂O₃ in the magnetic fraction, but captured almost half of the sample, resulting in lower overall selectivity.

Keywords: Steel slag, magnetic separation, iron, recovery, Fe₂O₃.

Biomass ash as a potential material for civil engineering

Karolína KRÁLOVÁ^a, Jan KONVALINKA^b, Klára BETÁKOVÁ^a, Martina ŠÍDLOVÁ^a, Petr FORMÁČEK^b, Rostislav ŠULC^b

^aUniversity of Chemistry and Technology Prague, Department of Glass and Ceramics, Technická 5, 166 28, Prague 6, Czech Republic
^bCzech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thákurova 7, 166 29, Prague 6, Czech Republic
e-mail: karolina.kralova@vscht.cz

With the gradual phase-out of coal-fired power plants and the growing emphasis on renewable energy sources, biomass ash is becoming one of the potential alternative sources of raw materials for civil engineering. While fly ash from coal has long been used as a mineral admixture in cement and concrete, fly ash produced by the combustion or co-combustion of biomass presents a new challenge. Its chemical and mineralogical composition varies significantly depending on the type of biomass and combustion technology, which complicates its direct use in cement composites. This work focuses on the characterization of biomass fly and bottom ash from various combustion processes from the Czech Republic. It presents their chemical and phase composition and compares them with fly ash (FA) and FBC ash as well as with the requirements for materials used in construction.

Analysis indicates that the fly ash meets the requirements of EN 450-1 standard, while biomass ashes generally do not, mainly due to their increased content of alkalis, sulfates, chlorides, and calcium-bearing phases. Despite these limitations, mineralogical composition confirmed a high proportion of amorphous phase in biomass ashes, which indicates potential pozzolanic activity. In terms of physical properties, biomass ash requires further processing, such as grinding, to achieve a suitable particle size for use as a supplementary cementitious material (SCM).

Keywords: fly ash, biomass ash, fluidized bed combustion ash, X-ray diffraction, X-ray fluorescence, particle size analysis

Verification of the usability of waste as a substitute for electrically conductive fillers in cement pastes

Vít ČERNÝ, Jindřich MELICHAR, Lenka MÉSZÁROSOVÁ

Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Veveří 95, 63500 Brno
e-mail: vit.cerny@vut.cz

The presented article deals with the main parameters of electrically conductive cement pastes with an admixture of primary and waste graphite. As part of the experimental verification, recipes were tested with cement replacement by selected types of graphite in a proportion of 0 – 19 wt%. These were primary natural graphite Supragraphite C 63 and waste graphite "Vacuum cleaner waste", obtained by suction from production premises. Gradual increase in the graphite content in the mixture reduced electrical resistivity. The higher proportion of fine particles in waste graphite enabled lower electrical resistivity values to be achieved and, at 19% cement replacement, the percolation threshold to be reached. The admixture of both graphite types reduces the bulk density and relatively significantly the compressive strength. The admixture of graphite has a positive effect on the tensile strength by bending. In general, it can be stated that waste graphite "Vacuum cleaner waste" recorded lower resistivity at higher strengths and can thus be considered a suitable replacement for the comparable primary filler Supragraphite C 63.

Keywords: Electrically conductive composite, graphite, waste, percolation threshold.

Development of an alkaline activated mixed binder with the aim of minimizing volumetric deformations

Michal HIMMEL, Rostislav ŠULC

Faculty of Civil Engineering CTU in Prague, Czech Republic
e-mail: michal.himmel@fsv.cvut.cz

This work explores the possibility of producing a blended binder based on alkali-activated power plant fly ashes. Fluidized bed combustion fly ash (FBC) is expansive and, due to its limestone admixture, reactive. On the other hand, high-temperature bottom ash (FA) exhibits significant shrinkage and extremely slow strength development. By mixing these two types of ash, we expect to create a binder that is dimensionally stable and also meets other performance criteria (workability, long-term strength) at sufficient levels.

In this study, the binder SORFIX, based on fluidized fly ash, and high-temperature bottom ash from the Tušimice power plant were used. The bottom ash was alkali-activated (AA) using a solution of sodium hydroxide and sodium water glass. The main parameter monitored in the experiment was volumetric stability, with compressive strength being a secondary criterion. Reference mixtures made solely from individual binders were also produced. Mixtures with a ratio close to 50:50 could not be manufactured due to the high reactivity of FBC. Pastes with ratios ranging from 10:90 to 20:80 appear optimal in terms of the monitored parameters.

Keywords: alkali activation, compostite binder, volumetric changes, schrinkage, fly ash, fluidized bed ash, FA, FBC

Study of methods for measuring the hydration heat of fly ash from biomass co-combustion and alternative sulfocalcic binders

Lukáš MAUERMANN^a, Klára BETÁKOVÁ^a, Martina ŠÍDLOVÁ^a, Jan KONVALINKA^b, Rostislav ŠULC^b

^aUniversity of Chemistry and Technology Prague, Department of Glass and Ceramics, Technická 5, 166 28, Prague 6, Czech Republic
^bCzech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thákurova 7, 166 29, Prague 6, Czech Republic
e-mail: lukas.mauermann@vscht.cz

In this work, the effect of various hydraulic binders and fly ashes from fluidized combustion of a coal and biomass mixture (CC-BMA) in a 4:1 ratio on the development of the hydration heat of mortars during hydration was investigated. Bed and fly ash from the Hodonín power plant (ČEZ EP a.s., CZ) were selected, and their hydration capacity for possible use in construction was assessed. At the same time, the effect of ash grinding on the development of hydration heat was studied. Mortars made of Portland cement, Sorfix binder based on fluidized fly ash, and an alternative clinker-free 3C binder based on calcined clays were also measured. Calorimetric measurements were carried out using a semi-adiabatic calorimeter according to the ČSN EN 196-9 standard. A second comparative method was the measurement of temperature evolution during hydration of mixtures in a system of closed Dewar vessels. It was found that the mortar with cement reached the highest hydration heat after 72 hours. For mortars with the clinker-free 3C binder and Sorfix binder, the main increase in hydration heat was observed at the beginning of the measurements due to the hydration of free lime and anhydrite. Mortars with CC-BMA fly ash recorded a low increase in hydration heat, with the finer ash achieving a higher hydration heat. In mortars with CC-BMA bed ash, no hydration reactions occurred during the measurement.

Keywords: calorimetry, hydration heat, Clinker-free binder 3C, Fluid ash CC-BMA, ecology

The influence of waste cellulose on the properties of autoclaved aerated concrete

Lenka MÉSZÁROSOVÁ, Vít ČERNÝ, Jindřich MELICHAR, Šimon BARÁNEK, Jakub HODUL and Rostislav DROCHYTKA

Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Czech Republic
e-mail: lenka.meszarosova@vut.cz

This article presents comparison of cellulose fibre addition, concretely addition of primary micro cellulose fibres and waste cellulose (in amounts of 0.5%, 1.0% a 1.5% wt. of the solid matter) on technological properties during the preparation and also on physico mechanical properties of autoclaved aeratred concrete. The aim was to experimentally verify how cellulose fibers affect the basic properties: bulk density, compressive strength, coefficient of constructive quality, pore structure, and microstructure of the resulting material.  At the same time, the possibilities of using paper waste-based fibres as an additive in the production of aerated concrete were examined. The results show that waste cellulose can be a suitable alternative raw material for modifying autoclaved aerated concrete because it can help to improve its mechanical properties. The use of this secondary raw material represents an environmentally and technically beneficial approach to the production of lightweight building materials with lower environmental impacts.

Keywords: autoclaved aerated concrete, waste fibres, waste cellulose, microstructure, compressive strength, coefficient of constructive quality.

Incorporation of Waste Glass into Cement-Based Composites

Matěj NOVOTNÝ  ^a, Zdeněk PROŠEK ^a, Oleg BABČENKO ^b, Pavel TESÁREK ^a

^a Czech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thákurova 7, 166 29 Prague 6, Czech Republic
^b Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences v. v. i., Cukrovarnická 10/112, 162 00 Prague 6, Czech Republic

This article investigates the potential for the effective utilization of recycled concrete aggregate (RCA) in cement-based composites in combination with finely ground waste glass as a partial replacement for cement. According to current standards, the use of recycled aggregate with a particle size greater than 4 mm in concrete is limited to a maximum of 50 wt.%. In this study, this threshold was extended, and the coarse aggregate in the investigated concrete mixture was fully replaced (100%) with recycled concrete aggregate. Finely ground glass was employed as a partial replacement for cement in the binder at a dosage of 20 wt.%. In combination with plasma surface treatment of glass particles, the aim was to achieve improved bonding between the recycled aggregate and the composite microstructure, thereby positively influencing the resulting mechanical properties. The development of mechanical parameters was monitored over a period of 90 days using both non-destructive ultrasonic testing and destructive mechanical tests. The influence of finely ground glass on the behavior of the cement composite was further examined by means of electron microscopy, which provided insight into the observed changes in mechanical properties.

Keywords: Cement, Waste materials, Glass, Plasma treatment, Recycling, Mechanical properties.

Food Waste Across Accommodation and Gastronomy in Czechia: Monitoring Practices in Accommodation Facilities and Waste‑Related Customer Preferences in Restaurants

Kateřina PROVAZNÍK RYGLOVÁ, Andrea KRÁLIKOVÁ*, Veronika BARTLOVÁ, Nikola MÁJKOVÁ, Marie VEČEŘOVÁ

Mendel University in Brno, Faculty of Business and Economics, Department of Marketing and Trade, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czechia
*Corresponding author: e-mail: andrea.kralikova@mendelu.cz

This study examines food waste in Czech hospitality from two complementary angles: how accommodation facilities monitor and reduce it, and how restaurant customers value waste‑related practices. Evidence comes from two questionnaire surveys. In accommodation, monitoring remains weak; only 3.15% report precise weighing, 53.15% rely on approximate tracking, and 43.70% do not monitor at all. Buffet service emerges as the most waste‑intensive context. On the customer side, an Importance–Performance Analysis focused on waste‑related measures shows that guests attach high importance, but lower satisfaction, to smaller‑portion options, collaboration with anti‑waste apps, and reduced packaging. Together, these results point to a practical agenda adopting systematic weighing and digital monitoring, prioritising interventions in buffet operations, and communicating progress transparently. In restaurants, we recommend foregrounding portion‑size strategies, anti‑waste partnerships and packaging reduction to close importance–performance gaps. Although the consumer sample is modest, the integrated operator and customer‑side view highlights clear, actionable levers for cutting avoidable food waste in Czechia.

Keywords: food waste, monitoring, Importance-Performance Analysis (IPA), accommodation and gastronomy, customer preferences, sustainability

Reasonable Approaches to Digestate Handling

Pavel MÍCHAL, Pavel ŠVEHLA, Barbora KOUBKOVÁ, Jakub TEGEL, Pavel TLUSTOŠ

Czech University of Live Sciences Prague, Kamýcká 129, Praha 6 – Suchdol, Czech Republic, e-mail: michalp@af.czu.cz

This paper is focused on the summarization of the knowledge in the field of innovative method of the treatment of digestate produced within the operation of agricultural biogas plants. The rationalization of the utilization of nutrients contained in the digestate is emphasised, especially the prevention of nitrogen losses during the handling with the digestate. Also the possibility of the digestate volume restriction is discussed with the aim to minimize the problems related to digestate storage and transport. The main aim of presented research is to identify the ways enabling optimal utilization of digestate in plant nutrition. Up to now gained results of laboratory research in the field of ammonia stripping providing valuable nitrogen fertilizer are summarised. Similarly, also the results of laboratory simulation of the nitrification process of digestate with the aim to prevent ammonia emission are presented. The results indicate relatively high potential for the application of tested methods in full scale conditions. The plans for subsequent research are also presented where the possibility of gradual transfer of developed technologies into practise is emphasised. These activities will include e.g. the integration of the stripping with the nitrification into more-stages treatment process. Also the possibility of the combining them with the thermal thickening of digestate will be evaluated.

Keywords: biogas plants, digestate, ammonia emission, stripping, nitrification, thermal thickening