BG4699U1 - Инертен стъклен материал - Google Patents

Инертен стъклен материал Download PDF

Info

Publication number
BG4699U1
BG4699U1 BG5977 BG4699U1 BG 4699 U1 BG4699 U1 BG 4699U1 BG 5977 BG5977 BG 5977 BG 4699 U1 BG4699 U1 BG 4699U1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
concrete
sand
granular silica
cement
mixture
Prior art date
Application number
BG5977
Other languages
English (en)
Inventor
Георгиев Делчев Йордан
Original Assignee
"Зебра" Ад
Filing date
Publication date
Application filed by "Зебра" Ад filed Critical "Зебра" Ад
Publication of BG4699U1 publication Critical patent/BG4699U1/bg

Links

Description

Област на техниката
Настоящият полезен модел се отнася до стъкловиден зърнест силициев диоксид, получен чрез рециклиране на отпадъчни стъкло и стъклена вата част от състава на бетонови смеси, който ще намерят широко приложение в сградо-строителство, транспортната инфраструктура, енергийните инсталации, като например електроцентрали и хидроцентрали, както и в индустриалната сфера за строеж на фабрики, складове, производствени цехове, пристанищни структури, като кейове и външни пристанища.
Предшестващо състояние на техниката
Бетонните смеси представляват комбинация от три основни компонента: цимент, армиращи материали (често чакъл или пясък) и вода. Тези компоненти се смесват заедно, за да образуват здрав и устойчив материал, който се използва широко в строителството. В зависимост от конкретните изисквания на проекта или приложението, към сместа могат да се добавят и други материали като добавки, пластификатори и адитиви. В съвременните материали за строителство е възможно използването на така наречения „стъкленият пясък“, включен в бетонните смеси, като алтернатива на традиционния природен кварцов пясък. Стъкленият пясък се произвежда чрез бушуване или преобразуване на стъклени отпадъци във фини частици, а използването му в бетонните смеси може да има потенциални предимства, като намаляване на нуждата от природни ресурси и рециклиране на стъклени отпадъци.
Така например от патентна публикация US 2017081249 A1 е известен състав на готовата смес за мокро отливане на бетонен блок включваща смляно рециклирано стъкло, речен пясък, речен чакъл, цимент, сапун, вода и водоустойчиво вещество. Речният чакъл за предпочитане включва естествен камък, гранит, варовик и домит.
Друга алтернатива на бетонна смес е известна от патентна публикация AU 2023210614 (А1), под формата на суха смес, включваща: цимент на прах, каучукови частици, текстилни елементи, стъклени гранули, стъклени частици, пластмасови ленти, които са под формата на удължени усукани спирални нишки.
Полезен модел BG 4011U е известен със състав на бетонови смеси включващ цимент, фракции трошен камък и вода. Съгласно полезния модел, съставът включва и пясък и фаелит. Компонентите на състава са в следните тегловни проценти: цимент в диапазон от 9,50 до 20,90 тегл. %; пясък в диапазон от 11,2 до 15,50 тегл. %; фаелит в диапазон от 15,40 до 19,20 тегл. %; трошен камък от 4 до 11,2 mm в диапазон от 16,20 до 19,20 тегл. %; трошен камък от 12,5 до 20 mm в диапазон от 25,20 до 28,40 тегл. %; вода в диапазон от 8,00 до 10,00 тегл. %. Възможни са множество конкретни вариантни изпълнения на бетоновата смес.
От полезен модел BG 2668 е известен състав на бетонова смес за изделия от вибропресован бетон, който включва 15% масови части от цимент, прахови частици от натрошен камък с размер от 0 mm до 0,063 mm 2,8%, фракция от натрошен камък с размер на частиците от 0 mm до 4 mm - 43,11%, фракция от натрошен камък с размер на частиците от 4 mm до 12,5 mm - 33%, вода - 6%, химическа добавка - 0,09%.
От полезен модел BG 2007 е известен състав на асфалтова смес за асфалтобетон, който включва процентно участие на материалите каменна фракция от 0 до 2 mm (0/2) - 31,4%, каменна фракция от 2 до 4 mm (2/4) - 8,6%, каменна фракция от 4 до 8 mm (4/8) - 13,3%, каменна фракция от 8 до 12,5 mm (8/12,5) - 21%, каменна фракция от 12,5 до 16 mm (12,5/16) - 17,1%, собствен прах - 3,8%, битум за пътни настилки с пенетрация между 50 х 0,1 mm и 70 х 0,1 mm - 4,8%.
Анализът на известните решения от предшестващото състояние на техниката показва, че бетонните смеси често включват природен кварцов пясък като добавъчен материал. Този природен пясък се добива чрез експлоатация на природни ресурси и често не предоставя възможности за ефективно рециклиране на материала, който впоследствие може да доведе до изчерпване на природните ресурси и екологични проблеми. Влагането на по-устойчива и екологично отговорна алтернатива на кварцов пясък в традиционните бетонни смеси, като „стъклен пясък“, решава редица проблеми като допринася за икономия на природни ресурси и опазване на околната среда.
Техническа същност на полезния модел
Задачата на полезния модел е да предложи по-устойчива и екологично отговорна алтернатива на традиционните бетонни смеси, като балансира физическите и химическите характеристики на бетонната смес, чрез влагането на стъкловиден зърнест силициев диоксид.
Задачата е решена със стъкловиден зърнест силициев диоксид, получен от рециклирането на стъкло и стъклена вата за бетонни смеси, в оптимална дозировка, която не надвишава 30% или 50% от общия състав на дребния добавъчен материал в състава на бетонната смес и позволява поддържането на желаните физически свойства на бетона, като има за цел да улесни смесването, наливането и обработването на бетона, което е важно за технологичният процес при производството и строителните приложения.
Стъкловидният зърнест силициев диоксид, получен от рециклирането на стъкло и стъклена вата в бетонната смес е с размер на зърната 0,4 (d/D), модул на финност (MF) от 1,5 до 2,8; плътност на зърната 2450 (± 3%) kg/m3; насипна плътност 1400 (± 5%) kg/m.3
В строителството терминът дребен добавъчен материал обикновено се отнася до фините частици, които се добавят към бетонната смес, за да подобрят нейните свойства. Този материал често е пясък, но може да включва и други фини частици, като например прах от дребни каменни фракции.
Бетонната смес със стъкловиден зърнест силициев диоксид, съгласно полезния модел, включва цимент от 10 до 15 тегл. %, дребен добавъчен материал (пясък) от 25 - 40 тегл. %, трошен камък от 25 до 40 тегл. %, вода от 9 - 20 тегл. %, добавки от 1 - 5 тегл. %, а стъкловидният зърнест силициев диоксид е в съотношение между 30 - 50% от количеството на дребния добавъчен материал в бетонната смес.
Добавките в диапазона на 1% до 5% тегл. % от общото тегло на бетонната смес, могат да включват пластификатори, ускорители, задържатели на вода и други, в зависимост от специфичните изисквания на проекта.
В по-конкретно изпълнение бетонната смес включва цимент - 12тегл. %, дребен добавъчен материал (пясък) - 30 тегл. %, трошен камък - 30%, вода - 17 тегл. %, добавки - 2%, а стъкловидният зърнест силициев диоксид е 30% от количеството на дребния добавъчен материал в бетонната смес - 9 тегл. %.
В този вариант на изпълнение, бетонната смес е приложима и изключително ефективна за включване в конструктивни бетони, при условие че се приеме допустимо понижение на якостта на бетона, включително бетонни смеси за строителство на сгради и мостове.
В друг вариант на изпълнение на полезния модел стъкловидният зърнест силициев диоксид е в съотношение 50% от количеството на дребния добавъчен материал в бетонната смес. Така например, бетонната смес може да включва цимент - 15 тегл. %, дребен добавъчен материал (пясък) - 30 тегл. %, трошен камък - 30%, вода - 9 тегл. %, добавки -1% а, стъкловидният зърнест силициев диоксид е 50% от количеството на дребния добавъчен материал в бетонната смес -15 тегл. %.
В този случай бетонната смес е приложима и ефективна за бетони с по-ниски якости, неармирани, не участващи пряко в конструктивната схема на сградите и съоръженията, вкл. за такива със спомагателно предназначение, като: подложен, пълнежен бетон; бетон за настилки; бетонови елементи, включително предварително изработени бетонни блокове, плочи и други форми на бетонни елементи; наливен бетон за приложения, където се изисква способността на бетона да засича формата на сложни структури;
Примери за изпълнение на полезния модел
Полезният модел се илюстрира със следните примерни изпълнения, без да се ограничава неговия обхват:
Пример 1: Бетонна смес със стъкловиден зърнест силициев диоксид за конструктивни бетони:
В едно примерно изпълнение на бетонната смес, представен в Таблица 1, стъкловидният зърнест силициев диоксид е 30% от количеството на дребния добавъчен материал в бетонната смес:
Таблица 1
Компонензз! Количество в тегл.%
Цимент 15 тегл.%
Пясък 30 тсгл.%
Трошен камък 30 тегл. %
Пример 2: Бетонна смес със стъкловиден зърнест силициев диоксид за спомагателно предназначение, като: подложен, пълнежен бетон; бетон за настилки; бетонови елементи, включително предварително изработени бетонни блокове.
Във втори вариант на изпълнение на бетонната смес, представен в Таблица 2, стъкловидният зърнест силициев диоксид е 50% от количеството на дребния добавъчен материал в бетонната смес:
Таблица 2
BG 4699 UI
Компоненти Цимент Количество в тегл.% 15 тегл. %
Пясък 30 тегл.%
Трошен камък 30 тегл. %
стъкловиден зърнест SiO? 50 % от количеството на пясъка=15 тсгл.%
Вода 9 тегл.%
добавки 1 тегл%
Стъкловидният зърнест силициев диоксид е получен чрез рециклиране (смилане) на отпадъчни стъкло и стъклена вата, като крайният продукт е във вид на сух насипен хомогенизиран материал, който се влага в състава на бетона по време на механизираното му производство на бетоновия център. Бетоновите центрове са оборудвани с автоматизирани системи за точно дозиране и подаване на компонентите на бетонната смес. Това включва цимент, дребни добавъчни материали (като пясък), стъкловиден зърнест S1O2, трошен камък, вода и добавки. Готовата смес се транспортира до местостроежа и полага на място.
Стъкловидният зърнест силициев диоксид, част от състава на бетонната смес е изпитан в Строителният факултет на Университета по строителство и геодезия (УАСГ), Катедра Университетска строителна изпитвателна лаборатория (УСИЛ) по следните стандарти:
БДС EN 933-1:2012 - Изпитвания за определяне на геометрични характеристики на скални материали. Част I: Определяне на зърнометричен състав. Метод чрез пресяване.
БДС EN 933-8:2012 + АЕ2015 - Изпитвания за определяне на геометрични характеристики на скални материали. Част 8: Оценяване на фина фракция. Изпитване чрез пясъчен еквивалент.
БДС EN 933-9:2022 - Изпитвания за определяне на геометрични характеристики на скални материали. Част 9: Оценяване на фина фракция. Изпитване чрез метиленово синьо.
БДС EN 1097-3:2000/Поправка 1:2018 - Изпитвания за определяне на механични и физични характеристики на скални материали. Част 3: Определяне на плътност в свободно насипно състояние и на прах.
БДС EN 1097-6:2022 - Изпитвания за определяне на механични и физични характеристики на скални материали. Част 6: Определяне на плътност на зърната и на абсорбция на вода.
Готовият зърнест силициев диоксид, притежава следните технически показатели (свойства), представени в Таблица 3:
Таблица 3
BG 4699 UI
Таамсвмшш· пра» Мтям Мммвмям н фмачиошво
Вмсананс Kiyvac Задвон McmW wncpuan
Рпмр м ацмт Ммча<1 <Я> UCEHIKO
Змвомстрма скпс * БДС ЕЖ«33-Т Кгесор» &№
Мвдрл ас фшаост 6ДСЕН»М1 F
СЦЛ|— нс фам фращиа * wen ежи Каици b («Λ;
Плмкст ас смита нфН»· косен имм
Нсопа плътност фТ1 MCOTIOCTJ 10015*
чстис • Маниамсо OMQ MB • Пкмсн ааампмп. SE »ч % 6ДСЕИЯ17 9 (ДСЕНШМ <f
СъсяМгчвс—аа ЖЯфЯ*1 - клврвгаф·· еупфеш «•мпмямммигамням * WCEMPU4 (тамкшт ДИЧЧ·· счйют
Стацина ас «теста· п M—hrww - wee· на оацафниатамст 1 подлог • 1 < t мат·*·· οθ4κη··θφ·<. сгарсчцммвФММ
Ояпмамфош ОЦИЮТ М ИМ» МГЧГ* - «ши «тшжм «шеч· оммкч νίφον·» Unroot яякяаг в φΐ амм·
УспВаалт на атсяхимфш· Р—ЧТ ________ nmcWm1 МСММ1 «цимм)жимоамм1<М |
В по-долу представените Таблица 4 и Таблица 5 са изобразени сравнителни данни от изпитване на готова бетонна смес с естествен пясък (контролен бетон) и готова бетонна смес с 50% стъкловиден зърнест силициев диоксид от количеството на естествения пясък (бетон със заместен 50% пясък със „стъклен пясък“) в състава на готовата бетонна смес. Контролният бетон за изпитване с естествен пясък, както и бетона със заместен 50% стъклен пясък от естествения пясък са с цимент CEM I 52,5 R в количество 350 kg за 1m3 бетонна смес. Контролният бетон за изпитване, както и бетона със заместен 50% стъклен пясък от естествения пясък са приготвени с еднакво количество вода. Получени са близки обработваемости на бетонните смеси (±2 cm).
Таблица 4 Плътност
Плътност
Пглтносг
8а» Кшммм m fcoamrv «Ι·ί С*д«гИ ircwiii НОЧЛЛ Pwpn ЮГМТ1 «ОПМЙ «τνστ мго мама) Сквноо наечам яовнвтии оь бтотпммл W·!· m atwaaaa атммимгаи
1 1 1 1 1 1
1 Плътност типропм винен -1 ван IgA*1 ВДСЕХ •азп-тжт оа»1 0»2 2375 пвв CS··* а-сг т Oteaa яяммоп зфвюамцром* вия» тгн» т-зн; ааа
МК Ζ3Ό
г Плътност вян» см мия* вМ окис X-GSP-ТЛ* ММ ZS0 сри»· а<г 2Ж
мм 239
мм 23В
3 Плътност пмроют винен - 2* боа мм мм гж 2310 см»· п-а »«
мм ... .. .1
4 Плътност МНО 2320 Смм сг<г 22Ν ΝΚ2ΝΜ
вян» см мия* Ш «м с X-G&P-Mta я»н _ «мГ ПЮ оОГ
Таблица 5 Якост на натиск
Якост на натиск
Яюстмаматж·
« ОК намамомние ма поямчп» Ph Стямягч' •те·»* Пя nates rva nm tea WOT •a*O иасг, СтаЯоандопгам «urnce BTDtftnattU *т aawiaww t fcmwsa. гамамм* маааммгмтча
} J 4 s ! Ь
1 Яаостиамтжл иоиярятмвояо»-70» Н»лт> WEN 12» 1201» »1 Яванмммиж gqpaao омфсмм Ban* МЯкМЯ Т*ЛС _
OM-2 ЖЗ
OB-3
2 Яяосгмиткя вян» см мия* 50Я мем с J6GSP-7dnr MM 34.4 CMM CW KI Η*»*
»9 »9
MM »1
BG 4699 UI
Предимства на полезния модел
Предимствата на полезния модел, съгласно цялостната техническа същност и примерни изпълнения, биха могли да се обобщят в следните групи:
• Екологична устойчивост
Въвеждането на стъкловиден зърнест силициев диоксид, получен от рециклиране на стъкло и стъклена вата, в бетонната смес предоставя екологично отговорна алтернатива, като същевременно помага за намаляване на количество отпадъци и ресурсна ефективност.
• Оптимизирано количествено съотношение
Количественото съотношение на стъкловидния зърнест силициев диоксид е оптимизирана между 30% и 50% от общото количество на дребния добавъчен материал. Това позволява поддържането на желаните физически свойства на бетона и улеснява технологичния процес на производство.
• Физични и химически характеристики
Стъкловидният зърнест силициев диоксид има определени физически характеристики като размер на зърната, модул на финност и плътност, които допринасят за подобряване на общите свойства на бетона.
Приложение и използване на полезния модел
Стъкловидният зърнест силициев диоксид за бетонни смеси, съгласно полезния модел предоставя отлично решение за строителство на обекти, които се стремят към екологична устойчивост, като съчетават високи стандарти на ефективност и опазване на околната среда.
Предложените смеси по-специално, когато стъкловидният зърнест силициев диоксид съставлява 30% от дребния добавъчен материал в бетонната смес, бетонната смес проявява отлична приложимост в конструктивния сектор. Този вариант на сместа е насочен към проекти, изискващи бетон с по-гъвкави характеристики, приемайки допустимо понижение на якостта на бетона. Идеален е за използване в строителството на сгради и мостове, където устойчивостта и екологичната отговорност са от съществено значение.
В случай на по-висок процент стъкловиден зърнест силициев диоксид, като например 50% от дребния добавъчен материал, то тогава бетонната смес намира своето ефективно приложение в бетони с по-ниски якости. Този вариант е особено подходящ за неармирани конструкции и сгради със спомагателно предназначение, като подложен и пълнежен бетон. Така подбраната бетонна смес отговаря на изискванията за по-леки и лесно обработваеми материали, идеални за конструкции, където способността на бетона да се адаптира към формата на сложни структури е от ключово значение.

Claims (1)

  1. Стъкловиден зърнест силициев диоксид за бетонни смеси, включващи цимент, дребен добавъчен материал, трошен камък, вода и добавки, характеризиращ се с това, че стъкловидният зърнест силициев диоксид е с размер на зърната 0,4 (d/D), модул на финност (MF) от 1,5 до 2,8; плътност на зърната 2450 (± 3%) kg/m3; насипна плътност 1400 (± 5%) kg/m3 и е в количествено съотношение от 30 до 50% от количеството на дребният добавъчен материал, а циментът е от 10 до 15 тегл. %, дребният добавъчен материал е от 25 - 40 тегл. %, трошеният камък е от 25 до 40 тегл. %, водата е от 9 - 20 тегл. %, добавките от 1 - 5 тегл. %.
BG5977 2023-12-20 Инертен стъклен материал BG4699U1 (bg)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG4699U1 true BG4699U1 (bg) 2024-01-31

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Colangelo et al. Mechanical properties and durability of mortar containing fine fraction of demolition wastes produced by selective demolition in South Italy
Shannag High strength concrete containing natural pozzolan and silica fume
Cuenca-Moyano et al. Effects of water to cement ratio, recycled fine aggregate and air entraining/plasticizer admixture on masonry mortar properties
Lee et al. Alkali-activated, cementless, controlled low-strength materials (CLSM) utilizing industrial by-products
US8969464B2 (en) Synthetic construction aggregate and method of manufacturing same
Almuwbber et al. The influence of variation in cement characteristics on workability and strength of SCC with fly ash and slag additions
Patel et al. A survey of high performance concrete developments in civil engineering field
TW201841864A (zh) 混凝土、用於製備該混凝土之乾性混合物、及用於製備該混凝土之方法
KR20100129104A (ko) 숏크리트의 성능향상을 위한 고성능 혼화재 조성물 및 이를 포함하는 숏크리트
WO2020249141A1 (en) Method for the preparation of fresh concrete and fresh concrete obtained by this method
WO2020249145A1 (en) Dry mixture for the preparation of concrete, fresh concrete and method for the preparation of fresh concrete
Sharma Laboratory study on effect of construction wastes and admixtures on compressive strength of concrete
Gelim et al. Mechanical and physical properties of fly ash foamed concrete
GB2525454A (en) Construction material
Dordi et al. Microfine gound granulated blast furnace slag for high performance concrete
Valdez et al. Use of waste from the marble industry as filler for the production of self-compacting concretes
CZ307741B6 (cs) Způsob pro přípravu betonu s využitím recyklátu z inertního stavebně demoličního odpadu
BG4699U1 (bg) Инертен стъклен материал
Maza et al. Combined Effect of Marble Waste as Powder and Aggregate Form on the Proprieties of the Mortar.
Jadhav et al. A Study on behavior of metakaolin base recycled aggregate concrete
Kibriya Crushed limestone waste as supplementary cementing material for high strength concrete
Bert-Okonkwo et al. Comparative Analysis of Concrete Strength Made from Selected Brands of Cement in Anambra State, Nigeria
Shakir et al. Effect of quarry dust and billet scale additions on the properties of fly ash bricks
ES2629064B2 (es) Mortero estructural aligerado con arcilla expandida y agregados con áridos reciclados
Junior et al. The strength characteristics of concrete blended with recycled concrete, quarry dust and broken glass