Durability, carbon footprint and contaminant immobilization in self-hardening slurries applied to cut-off walls: a review

Cut-off walls built using self-hardening slurries are an important tool for modern engineering pursuing Sustainable Development Goals. Much like cement concrete, this material is affected by the challenges posed by the increasing human pressure on the environment, although it is used significantly less widely than concrete; for this reason, relatively little comprehensive literature data is available describing the interaction of self-hardening slurries with the environment. This article provides a review that complements the current state of knowledge on self-hardening slurries in this area, with a particular focus on the durability of the material and its pollutant immobilization capabilities. To provide context, the material’s operating conditions, properties and components are briefly characterized. The resistance of self-hardening slurries to environmental aggression is described extensively, as it is a key factor in ensuring the durability of the material. A sample analysis of the material’s carbon footprint in several representative composition variants is presented. The subject of pollutant immobilization by self-hardening slurries is outlined. Lines of further research are proposed to fill gaps in the available knowledge.

Zawiesiny twardniejące stanowią ważne narzędzie nowoczesnej inżynierii dążącej do realizacji celów Zrównoważonego Rozwoju. Pomimo iż materiał ten stosowany jest zdecydowanie mniej powszechnie od betonu cementowego, to dotyczą go podobne wyzwania związane z rosnącą presją człowieka na środowisko - zmniejszenie negatywnego oddziaływania (np. w wyniku obniżenia śladu węglowego, czy zwiększenia wykorzystania odpadów po-procesowych), zwiększenie trwałości, itd. Pochodna węższego zakresu wykorzystania zawiesin twardniejących w szeroko rozumianym budownictwie jest względnie niewielką bazą dostępnych danych literaturowych kompleksowo opisujących ten rodzaj materiału ze środowiskowego punktu widzenia. Niniejszy artykuł stanowi przegląd uzupełniający bieżący stan wiedzy na temat zawiesin twardniejących, ze szczególnym uwzględnieniem trwałości materiału i jego zdolności do immobilizacji zanieczyszczeń. W celu nakreślenia kontekstu, krótko scharakteryzowano zawiesinę, warunki jej pracy (w przesłonach przeciw filtracyjnych), właściwości i składniki. Szeroko opisana została odporność zawiesin twardniejących na agresję środowiskową (fizyczną i chemiczną) jako czynnik kluczowy dla trwałości materiału. Wykonano przykładową analizę śladu węglowego zawiesiny twardniejącej w kilku zbliżonych pod względem właściwości technologicznych i użytkowych wariantach recepturowych. Przedstawiono zarys zagadnienia immobilizacji i sorpcji zanieczyszczeń w materiale. Zaproponowano kierunki dalszych badań.