Immobilization of environmentally harmful elements in concrete

Alicja Szymańska

Poznan University of Technology, Chemical Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznań
https://orcid.org/0009-0009-5888-5861

Bogdan Wyrwas

Poznan University of Technology, Chemical Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznań

Mateusz Bluszcz

Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering , Piotrowo 3, 60-965 Poznań

Paweł Posadzy

Research and development company VanStab, Ostrówek 12/19-2, Poznan, Poland


Abstract

Concrete is a material widely used in the construction industry. The possibility of waste immobilization generated by modern-day industry in concrete structures sets a viable alternative to conventional waste disposal methods. Most of the existing efforts in the field of waste disposal through introducing them to concrete blends face significant limitations. In this study, research was undertaken on the leachability of selected actual industrial waste, such as volatile ashes, sewage sludge, and water sludges, along with paints and varnish containing organic solvents. The research was undertaken undertaken on both crushed and uncrushed samples. The obtained leachability results for individual contaminants (elements and compounds) were compared with current regulatory standards.


Keywords:

concrete, waste management, concrete production, concrete recycling, contaminant immobilization, polymer-modified concrete, geopolymers, environmental risk assessment, heavy metals


Bundyra-Oracz G.2008. Różnice między PN-88/B-06250 beton zwykły PN-EN 206-1:2003 beton. Część 1: wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. Prace Instytutu Techniki Budowlanej, 146(2).   Google Scholar

Courard L., Darimont A., Schouterden M., Ferauche F., WillemX., Degeimbre R. 2003. Durability of mortars modified with metakaolin. Cement and Concrete Research, (33): 1473-1479.   Google Scholar

Fabiarz A. 2005. Właściwości jonowymienne zeolitów. Studia z zakresu nauki o powierzchni i katalizy, 181-204.   Google Scholar

Gawlicki M., Siemiątkowski G. 2018. Produkty przetwarzania odpadów betonowych. Prace naukowe Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 34(11).   Google Scholar

Grabowska E. 2016. Wpływ zeolitu na hydratację cementu i jego właściwości. Rozprawa Doktorska. Akademia Górniczo-Hutnicza.   Google Scholar

Łukowski P. 2014. Domieszki przyspieszające wiązanie i twardnienie betonu. Budownictwo, Technologie, Architektura, 2(66).   Google Scholar

Mikuła J. 2014. Rozwiązania proekologiczne w zakresie produkcji, Nowoczesne materiały kompozytowe przyjazne środowisku. Kraków: Politechnika Krakowska. Available at: www. wydawnictwo.pk.edu.pl   Google Scholar

Mikuła J., Łach M., Mierzwiński D. 2017. Utylization methods of slags and ash from waste incineration plants. Inżynieria Ekologiczna, 18(3): 37-46. https://doi.org/10.12912/23920629/68331   Google Scholar

Nocuń-Wczelik W., Czapik P. 2010. Badania wpływu domieszek redukujących zawartość wody i opóźniających wiązanie zaczynu cementowego. Dni Betonu, Wisła, p. 1-9. Retrieved from https:// www.dnibetonu.com/wp-content/pdfs/2010/Cementy_betony/16.pdf (18.05.2025).   Google Scholar

Pietras M., Konkol J. 2021. Zeolit jako dodatek do zapraw i betonów. Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo, 176(26): 149-155. https://doi.org/10.17512/znb.2020.1.22   Google Scholar

Pytel Z. 2005. Odporność chemiczna zapraw cementowych z dodatkiem metakaolinitu. Cement Wapno Beton, 6(6):330-338.   Google Scholar

Rosińska A., Karwowska B., Madeła M. 2022. Inżynieria środowiska i biotechnologia. Wyzwania i nowe technologie, Inżynieria środowiska i biotechnologia. Wyzwania i nowe technologie. Częstochowa: Politechnika Częstochowska. https://doi.org/10.17512/cut/9788371939013   Google Scholar

Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001.   Google Scholar

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015 r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach (Dz.U. 2015 poz. 1277) (9.12.2022).   Google Scholar

Uliasz-Bocheńczyk A., Mokrzycki E. 2022. The use of waste in cement production in Poland – the move towards sustainable development, Gospodarka Surowcami Mineralnymi / Mineral Resources Management, 38(3): 67-81. https://doi.org/10.24425/gsm.2022.142791   Google Scholar

Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2022 r. poz. 2556).   Google Scholar

Wasiak W., Różalska S. 2003. Zestalanie jako sposób unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych. Przegląd Komunalny, 6: 94-96.   Google Scholar

Zębek E. 2018. Zasady gospodarki odpadami w ujęciu prawnym i środowiskowy. Olsztyn: Kortowski Przegląd Prawniczy Monografie.   Google Scholar

Jóźwiak H., Siemaszko-Lotkowska D. 2006. Wybrane aspekty stosowania odpadów z produkcji betonu. Dni Betonu, Wisła, 1-9.   Google Scholar

Kohutek Z.B. 2005. Norma PN-EN 206-1 – Nowy wymiar jakości betonu. Górnictwo i Geoinżynieria, 3/1(29).   Google Scholar

Download


Published
2025-12-05

Cited by

Szymańska, A., Wyrwas, B., Bluszcz, M., & Posadzy, P. (2025). Immobilization of environmentally harmful elements in concrete. Technical Sciences, 28(28), 249–264. https://doi.org/10.31648/ts.11589

Alicja Szymańska 
Poznan University of Technology, Chemical Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznań
https://orcid.org/0009-0009-5888-5861
Bogdan Wyrwas 
Poznan University of Technology, Chemical Technology, Berdychowo 4, 60-965 Poznań
Mateusz Bluszcz 
Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering , Piotrowo 3, 60-965 Poznań
Paweł Posadzy 
Research and development company VanStab, Ostrówek 12/19-2, Poznan, Poland



License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.





-->