CS241591A3 - Mixture for the manufacture of blocks and prefabricated elements and process for producing thereof - Google Patents
Mixture for the manufacture of blocks and prefabricated elements and process for producing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CS241591A3 CS241591A3 CS912415A CS241591A CS241591A3 CS 241591 A3 CS241591 A3 CS 241591A3 CS 912415 A CS912415 A CS 912415A CS 241591 A CS241591 A CS 241591A CS 241591 A3 CS241591 A3 CS 241591A3
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- weight
- concrete
- production
- water
- activated
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 23
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims description 38
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 35
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 31
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 28
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 22
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 19
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 11
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 claims description 5
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims description 4
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 16
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 10
- 244000089742 Citrus aurantifolia Species 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 7
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 7
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 239000011508 lime plaster Substances 0.000 description 5
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 5
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 5
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100002917 Caenorhabditis elegans ash-2 gene Proteins 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical group 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011455 calcium-silicate brick Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- -1 pozzolan Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011469 building brick Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000011867 re-evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
- ’ Λ Ό XI r* > ° o < c· <· l_ m < r- ~< m N -<
Stavební směs pro výrobu tvarovek a prefabrikátů a způsobjejí výroby
Oblast^techniky
Vynález se týká stavební směsi pro výrobu tvarovek aprefabrikátů, například cihel, desek, nosníků, trubek a po-dobně, která sestává ze základní složky představující podíl85 až 100 % hmot., s výhodou 90,6 až 95,4-% hmot.,-a v pří-padě potřeby pojivá, s výhodou hašeného nebo nehašeného váp-na, představujícího podíl 0 až-15 %-hmot., s výhodou 4,6 až9,4 % hmot., a vody. Vynález se dále týká způsobu výroby tétostavební směsi. £°§ayadní_stay_techniky
Současné stavebnictví vyžaduje od průmyslu stavebníchhmot nové, lepší a levnější stavební materiály. K-nejčastějipoužívaným stavebním materiálům patří bezesporu beton na bázicementu, který v rozhodující míře určuje charakter moderníhostavebnictví. Výškové budovy, silniční stavby, mosty, zásob-níky, vodní díla, přehrady a řada dalších stavebních děl še-dneš- celé nebo zčásti zhotovují z betonu.-Beton na bázi cemen-tu je bezesporu vynikajícím stavebním materiálem, má však dvěnikoliv zanedbatelné nevýhody. Jeho výroba vyžaduje poměrněvelké množství cementu a hrubozrnných přísad, které z ekono--mického hlediska a z hlediska budoucnosti jsou k dispozici jenv omezeném rozsahu. Dosud jsou sice dostatečné zásoby štěrku,pisku a surovin pro výrobu cementu, projevuje se však jižmístní nedostatek a zvyšování cen těchto surovin, které musíbýt na příslušná staveniště dopravovány se stoupajícími ná-klady ze stále se zvětšujících vzdáleností. Z těchto důvodůjsou účelné úvahy o možnostech náhrady těchto přírodních suro-vin jinými materiály. Především je třeba prozkoumat, zda jsou
I reálné vyhlídky na odpovídající úpravu odpadních surovin,které jsou nyní k dispozici ve velkém množství, a jejichopětovné zhodnocení ve stavebnictví- _ -
Pod pojmem odpadní suroviny se obecně rozumějí pevné akapalné-odpady, které jako nežádoucí produkty vznikají v do«mácnostech, živnostech- a průmyslu. Vznikající odpady mají vel-mi mnohotvárný-charakter.-Domácí odpadky a-podobné odpadkyze živností představují heterogenní směs pevných minerálnícha organických látek, jejichž složení výrazně závisí na ročnímobdobí a místních vlivech. Co se týká látkového složení, jsouhlavními složkami odpadu uhlík, vodík, dusík, síra, fosfor akřemík- Přídavně jsou však v odpadu-obsaženy i halogeny a ko-vy, které je třeba považovat za potenciální ohrožení životní-ho prostředí. V současné době se většina komunálního odpadu ukládá naskládkách a jen malá část se spaluje. Většina zbytků po spalování odpadu se nyní rovněž uklá-dá na skládkách. Toto ukládání je však v důsledku chemickýcha fyzikálních vlastností těchto zbytků nutno považovat zakrajně problematické, zejména s ohledem na ohrožení spodníchvod, popřípadě jiných vod obecně. - -
Toto- má zvláštní význam u létavého popílku, protože ten-to obsahuje velké množství látek rozpustných ve vodě. Struskynaproti tómu obsahují podstatně menší podíl ve vodě rozpust-ných složek. Vysoká rozpustnost ve vodě je u létavých popílkůzpůsobena a podporována velkým vnitřním povrchem a také pří-tomností snadno rozpustných sloučenin kovů.
Za důležitou-oblast využití strusek z odpadků se v sou-časné době považuje silniční stavitelství. Rozsáhlé výzkumybyly v tomto směru provedeny ve Švýcarsku. Zjistilo se přitom,že dobře vypálená struska z odpadků je po odpovídající úpravěvelmi vhodná pro základové vrstvy. Takové nosné vrstvy lzeco se-týká jejich nosnosti a ostatních vlastností považovatza zcela rovnocennou náhradu vrstev z kvalitního štěrku. - - Podobným problémem je zhodnocování a využití zbytkůz energetických zařízeni. V důsledku celosvětových problémů se zásobováním ropou nabylo v mnoha zemích opět na významuvyužití uhlí pro výrobu a zásobování energií. Může se přitomvycházet z toho, že používání uhlí bude v příštích letechještě výrazně stoupat jak při výrobě elektrického-proudu, taki v průmyslu. S rostoucím používáním uhlí je spojen i růstmnožství. zbytků po spalování a tedy i-naléhavá potřeba jejichlikvidace nebo opětného využití. Z hlediska látkového slože-ní a na základě fyzikálních, chemických a mineralogických.vlastností těchto zbytků je nasnadě, že tyto zbytky je třebapovažovat nikoliv za odpad, nýbrž za téměř zcela dobře pou-žitelný vedlejší produkt.
Strusky z odpadů jsou z-hlediska složení, velikosti zrnaa formy velmi heterogenní materiály. Protože struska ze spalo-vání odpadků je jen málo vyluhovatelná, má zpravidla výhodnérozdělení zrnitosti a lze ji obvykle snadno zhutnit, používáse v Nizozemí, severním Německu a ve Švýcarsku v rostoucímíře pro nosné vrstvy v silničním stavitelství a pro stavbuprotihlukových náspů. Je však nepřípustné používat pro tytoúčely směsi strusky a létavého popílku. Tyto směsi totiž pod-le okolností obsahují vysokou koncentraci rozpustných solí.Ukládání strusky lze pak považovat za zcela nemyslitelné,protože dochází k odlučování létavého popílku. Protože přiukládání létavých popílků, popřípadě směsí létavých popílkůse struskou z odpadu, jsou zapotřebí zvláštní bezpečnostníopatření, objevují se v současné době snahy tyto zbytky vhod-ným zpracováním zpevnit a přítomné škodliviny spolehlivě aúčinně vázat. - - V současné době se dále zhodnocují především popilky-zespalování kamenného uhlí. Hnědouhelné popílky vznikají siceve velkém množství, ukládají se však převážně na skládkách,popřípadě se používají k vyplňování vytěžených důlních pro-storů. - - - - S ohledem na-pucolánový charekter se· popílek z kamenné-ho uhlí používá převážně jako přísada do betonových směsí.Létavý popílek se dále používá v silničním stavitelství k vy-lepšení podkladu, pro tlumicí násypy a nosné vrstvy. Létavé popílky lze použít také jako plnivo do bitumenových nosnýchvrstev, spojovacích a krycích vrstev. - Úkolem-vynálezu je vyvinout stavební směs a způsob-je-jí výroby, ve které jako jeden z výchozích materiálů naleznoupoužiti uvedené strusky a popílky a také další materiály po-važované dosud za odpadní materiály, jako například betonováa. cihlová drí, zbytky z výroby betonu nebo cihel a podobně.
Je přitom třeba dosáhnout pevnosti odpovídající stavebnímnormám a přítomné škodliviny musí být v hotovém produktu spo-lehlivě vázány s vyloučením vyluhování. Dále je třeba pokudmožno minimalizovat výrobní náklady, a to jak co se týkápřísad, tak i spotřeby energie.
Podstata_vynálezu
Uvedený úkol je vyřešen stavební směsí uvedeného druhupodle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že základní su-rovinová složka je tvořena tribomechanicky aktivovanými do-movními nebo průmyslovými-odpady, zejména struskami a popílkyze spalováni odpadu nebo elektráren^ cihlovou a/nebo betonovoudrtí, popřípadě zbytky z výroby cihel a/nebo betonu a podobně,přičemž hmotnostní poměr směsi k vodě je v rozsahu 1 : 0,05 \ až 0,25, s výhodou 1 : 0,08 až 0,16. Výraz "směs" zde a dále označuje smísené a v podstatěsuché složky stavební směsic to jest surovinové složky a po-jivo.
Způsob výroby popsané stavební směsi spočívá podle vyná-lezu v tom, že mezi 85 a 100 % hmotn., s výhodou 90,6 až 95,4 % hmotn. základní složky, která je tvořena domovníma/nebo průmyslovým odpadem, zejména struskami a popílky zespalování odpadků nebo elektráren, cihlovou a/nebo betonovousutí, popřípadě odpady z výroby cihel a/nebo betonu a podobně,se tribomechanicky aktivizuje, poté případně smísí s O - 15 %hmotn., s výhodou 4,6 až 9,4 % hmotn. pojivá, s výhodou haše-ného nebo nehašeného vápna, a tato směs s vodou se slisuje na požadovaný tvar a hydrotermálně vytvrdí. Záměnná voda se přidává v hmotnostním poměru směs k vo-dě rovném 1 : 0,05 až 1 : 0,25, s výhodou v poměru 1 : 0,08až 1 : 0,16.
Je výhodné, jestliže částice základní složky se napředpomocí mechanických zařízení, například drtičů nebo kladivo-vých mlýnů rozmělní na velikost zrna maximálně 4 mm.
Každá částice základní složky je přitom v průběhu tri-bomechanické aktivizace vystavena v průběhu maximálně 0,05sek. nejméně třem nárazům úderových těles, která se pohybujírychlostí nejméně 15 m/sek. Při vlastním lisování se používá lisovací tlak v rozsa-hu 3 až 160 MPa. Následné hydrotermální vytvrzování se provádí za teplo-ty mezi 56 a 90°C po dobu v rozsahu 3,5 až 7,5 hodin, popří-padě se toto hydrotermální vytvrzování provádí při přetlakupáry a teplotách přes 100°C po dobu v rozsahu 3 až 7 hodin.
Stavební materiály vyrobené tímto způsobem odpovídajísvými vlastnostmi všem požadavkům na jakost podle příslušnýchtechnických norem. Stavební materiály jsou vhodné pro výstav-bu obytných, průmyslových a sociálních objektů.
Způsob podle vynálezu je použitelný i pro výrobu sta-vebních prvků s dutinami nebo bez dutin a s nejrůznějšímirozměry.
Podíl nákladů na materiál je ve složení stavebních ná-kladů podstatně nižší než v případě použití stavebních mate-riálů vyrobených klasickými technologiemi. Například potřeb-ná spotřeba energie je ve srovnání s cihlami potřebnými prozhotovení 1 m stěny v průměru 3,5 krát nižší, pro 1 m cihelpak dokonce v průměru 10 - 15 krát nižší. Tato skutečnost jezároveň významná i z hlediska ekologie.
Stavební materiály prověřené jako optimální se kromětoho vyznačují optimálními parametry z hlediska tepelné izo-lace a také jinými parametry. Možnosti použití těchto staveb-ních materiálů jsou neomezené, takže je lze použít ve všechklimatických pásmech. Zásluhou použití analyzovaných stavebních materiálů lze při stavbě budov dosáhnout určitého snížení hmotnosti kons-
trukce, což se opět příznivě projeví z ekonomického hlediska, H
zejména zmenšením rozměrů nosných konstrukčních prvků, jako - I jsou základy, sloupy, překlady stropů a podobně. Při prová-
dění způsobu podle vynálezu lze snížit i množství potřebné- . I ho pojivá, což rovněž přináší výrazné úspory při výrobě.
Například při použití betonové nebo cihlové sutě, kte-
rá vzniká například při demolici budov, může zcela odpadnout B
přidávání vápna, protože pojivo je v tomto případě již obsa- I
ženo v surovinové složce, například jako malta. Tat0 okolnost B
přináší další úspory materiálových nákladů. B
Další znaky a výhody vynálezu jsou blíže vysvětleny R
v následujícím popisu. I
Pod pojmem "tribomechanika" se rozumějí mikroskopické a submikroskopické procesy, které probíhají při zásahu do
složení mezních ploch krystalických látek. Tribofyzikou pod- I
chycené souvislosti mechanického vzájemného působení a fyzi- I
kálních jevů mezi pevnými hraničními plochami fází navzájem I nebo s jejich okolím jsou velmi různorodé a energetické pří- 1 činy nejsou dosud plně objasněny. Takové procesy vzájemného působení se vyskytují například při zpracování materiálů v dezintegrátorech a vibračních nebo kulových mlýnech.
Jednou z důležitých příčin změny chování materiálů přitribomechánickém namáhání je změna mřížkové struktury pevnýchlátek. Protože to spočívá především ve vytváření poruchovýchoblastí, vede tribomechanické zpracování prakticky vždyk urychlení fyzikálně chemických procesů probíhajících v pev-né látce, to jest k aktivizaci pevné látky. Stupeň aktiviza-ce závisí jak na struktuře tribomechanicky zpracované pevnélátky, tak i na intenzitě a druhu mechanických sil působících *na tuto pevnou látku. V případě periodicky působících sil jeintenzita zpracování určována amplitudou a kmitočtem působí-cí energie. Maximum koncentrace mřížkových poruch se napří-klad dosáhne při zpracování pevné látky ve vibračních mlýnech.
Velký význam tribomechanických způsobů ze stavebnětechnického hlediska již mohl být prokázán při aktivizacicementů v dezintegrátorech. Pevnost betonn zhotoveného z akti-vizovaných cementů lze takto zvýšit přibližně na dvojnásobek.Tyto betony současně vykazují vysokou počáteční pevnost, tojest proces tvrdnutí probíhá podstatně rychleji než při pou-žití běžného, neaktivovaného cementu. Podobně dobré výsled-ky se dosahují i při výrobě vápenopískových cihel - vizAT 295 381, Hint. Aktivizace křemenného písku přinesla u ho-tových cihel podstatně vyšší pevnosti, než je tomu u cihelz nezpracovaného křemenného písku, přičemž praxe prokázala,že z písku mletého v dezintegrátoru se získají stavební prv-ky s vyšší pevností v tlaku než z materiálu mletého v kulovýchnebo vibračních mlýnech.
Dezintegrátor je určitým druhem hřebového mlýna, vekterém se protiběžně vysokými otáčkami otáčejí dva proti soběuspořádané rotory s větším počtem hřebových věnců. Hlavnímisoučástmi dezintegrátoru jsou klece, které jsou tvořeny sadoutyčí, popřípadě úderových těles, které jsou uspořádány vetřech soustředných kruzích. Tyče jsou upevněny pomocí řadydisků. Některé z nich jsou opatřeny závitem, většina je všakzasunuta. Obě klece, to jest vnější klec a vnitřní klec,jsou zasunuty do sebe navzájem a uvádějí se protiběžně dootáčivého pohybu s otáčkami až 1.500/min. Při průměru klecepřibližně 900 mm odpovídají tyto otáčky rychlosti úderovýchtěles minimálně 15 m/sek. a vzájemné rychlosti tyčí až120 m/sek. Při tak vysokých rychlostech je pískový materiálpřicházející dovnitř klece vystaven silným a častým nárazům,které rozmělňují a aktivizují zrna. Vnitřní klec je motoremotáčena rychlostí 1.500 otáček za minutu. Vnější klec máobvykle dva stupně regulace otáček 1.000/min pro hrubé mletía 1.500/min. pro jemné mletí.
Aktivizované částečky jsou při průchodu dezintegráto-rem vystavovány působením kolíků uspořádaných na rotorechve zlomcích sekundy opakovaným účinkům zrychlení a zpomalení. - 8 -
Mechanická energie přenášená na aktivizované částečky v tom-to krátkém čase je větší než při déle trvajícím zpracovánív kolovém nebo vibračním mlýně.
Například maxima koncentrace mřížkových poruch se vevibračních mlýnech dosáhne někdy v průběhu zpracování.
Zvýšení intenzity zpracování se u vibračních mlýnůdosáhne zvětšením amplitudy působení a kmitočtu vibrace,u kulových mlýnů pak zvětšením hmot koulí. V dezintegrátoru jsou jednotlivé částečky vrhány vyso-kou rychlostí proti tvrdým plochám a jsou přitom vystavoványsilným nárazům. Při praktickém procesu dezintegrace jsou jed-notlivé částečky nezávisle na jejich druhu vystaveny nejménětřem až pěti nárazům. Časový interval mezi jednotlivými ná-razy je s výhodou kratší než 0,01 sek., maximálně 0,05 sek.Zrna jsou proto rozmělňována hlavně v důsledku poruch vnitřnístruktury a mletý materiál získá větší strukturální pevnostnež výchozí látka.
Zvýšenou pevnost hotového výrobku lze vysvětlit zvětše-nou rozpustností zrn, vytvořením většího množství hydrosili-kátových pojiv v průběhu hydrotermálního zpracování, opti-mální strukturou zrnitosti a s vysokou pravděpodobnosti ta-ké stavem povrchové struktury zrn, jestliže se částečky přiurčitém stupni aktivizace nacházejí v mezním deformačním na-pěíovém stavu, jehož výsledkem je zvýšení schopnosti chemic-ké reakce. Z hlediska elektrostatiky lze zvýšení pevnostivysvětlit zvětšením náboje aktivovaného materiálu. Procesemaktivizace získají zrna větší záporný náboj, v důsledku če-hož se při výrobě malty dosáhne lepší vazby s kladně nabitý-mi částečkami vápna. Při přípravě směsi s vodou a v průběhulisování a tvrdnutí se kromě elektrostatických sil zvětšujítaké molekulární přitažlivé síly a vzniká rovnoměrné roztoko-vé pole, které v dalším procesu podporuje rychlé vytvářeníkrystalizačních center. Základní surovinové složky stavební směsi se vložído dez integrátoru a jsou aktivizovány výše popsaným postu-pem. V případě příliš velkých rozměrů částic výchozího mate- riálu, což se zvláště často vyskytuje u betonové nebo cihlo-vé suti, se částice základních surovinových složek předaktivizací rozemelou pomocí dosud běžných mechanických za-řízení, jako jsou drtiče, kladivové mlýny a podobně, na zrni-tost s maximální velikostí zrn 4 mm. Po aktivizaci se základ-ní surovinové složky smísí s pojivém a v případě potřebys dalšími látkami, například hliníkem pro vytváření pórů apodobně. Podíl základních surovinových složek v této suchésměsi kolísá s výhodou v rozsahu 90,6 až 95,4 % hmotnostních.Za určitých okolností musí být případně spodní hranice kon-centrace těchto složek snížena až na 85 % hmot. Na druhé stra-ně, v příznivých případech, to jest při přítomnosti pojiváv základní surovinové složce, se může použít až 100 % hmot.této složky. Podíl pojivá podle toho kolísá v rozsahu mezi15 až 0 % hmot., bude však s výhodou v rozsahu mezi 4,6 až 9,4 % hmot. Při řadě způsobů zpevňování zbytků ze spalování odpadua spalování v elektrárnách še ve většině případů používají ja-ko pojivo následující látky : cement, vodní sklo, pucolán,vápno nebo sádra. Způsoby zpevňování založené na těchto poji-vech vedou ke vzniku kostry z křemičitanů nebo hlinitanů,které vstupují do chemických vazeb s anorganickými složkamiodpadu a tím nejen materiál zpevňují, ale také účinně vážoupřípadně přítomné nebezpečné látky/ K chemické vazbě dochá-zí především v důsledku reakce záporně nabitých povrchů kře-mičitanů nebo hlinitanů s kladně nabitými ionty kovů, kteréjsou přítomny v rozpuštěné formě. Z praktických pokusů vy-plynulo, že nejlepších výsledků se dosáhne, také z hlediskaspotřeby energie, při použití hašeného nebo nehašeného vápna.
Jedním z dlouho známých způsobů je chemická stabiliza-ce zemin pomocí oxidu vápenatého, to jest páleného vápna,nebo hydroxidu vápenatého. Většina zemin obsahuje velkámnožství kyseliny křemičité nebo koloidálních hlinitokřemi-čitanů. Při smísení těchto zemin s vápnem dochází také zdek pucolánovým reakcím, při kterých vznikají vápenatokřemiči-tany a vápenatohlinitany, které mají vazební a zpevňovací - 10 - účinek. Použitý oxid vápenatý reaguje s vodou a tato reakceje spojena se zvětšením povrchu takovým způsobem, že netě-kavé škodliviny se vážou do vznikajícího pevného hydroxiduvápenatého. Reakce má nevýhodu spočívající v tom, že probí-há za vývinu tepla, v důsledku čehož se uvolňují případněpřítomné snadno těkavé složky. Vznikající hydroxid vápenatýmá také poměrně vysokou rozpustnost ve vodě a nepředstavujestabilní výsledný produkt. Vytvrzení je možné pouze reakcís oxidem uhličitým obsaženým ve vzduchu. Při tomto procesupak vzniká stabilnější uhličitan vápenatý :
Ca(OH)2 + C02 = CaCO3 + HgO
Tuto reakci lze výrazně urychlit použitím plynové atmosférys obsahem oxidu uhličitého. Na principu zpevňování pomocívápna spočívá také výroba vápenopískových cihel podle rakous-kého patentového spisu č. 295 381.
Voda potřebná pro popsané procesy, která zajišťuje ta-ké potřebnou tekutost směsi, se k suché směsi přidává v hmot-nostním poměru směs : voda = 1 : 0,05 až 1 : 0,25, načež sevšechny složky důkladně smísí a promísí. Nejpříznivější po-měr míšení, jak vyplývá z pokusů, leží mezi 1 : 0,08 až1 : 0,16. Následně se vlhká směs slisuje v libovolné staveb-ní prvky, tvárnice a podobná plná nebo dutá tělesa. Používa-ný lisovací tlak kolísá v závislosti na výchozích materiálecha jejich poměru ve směsi ve velmi širokém rozsahu. Při zá-kladní surovinové složce tvořené vypáleným jílem při výroběizolačních materiálů může tak být zapotřebí tlak pouze 3 MPa,zatímco u stavebních materiálů na bázi popílku z elektro-filtrů je zapotřebí tlak mezi 26 až 54 MPa, až ke 160 MPau stavebních materiálů na bázi odpadu z výroby cihel astřešních tašek.
Posledním krokem je konečně hydrotermální vytvrzenítvarových prvků, při kterém vykrystalizováním dojde k za-tvrdnutí směsi. Používá se teplota v rozsahu 55 až 90°C adoba vytvrzování činí přibližně 3,5 až 7,5 hodin. Hydroter-mální vytvrzování se však může provádět také při teplotách - 11 - přesahujících. 100°C za přetlaku póry, například v autokló-vu, v zájmu úspory času v průběžném autoklóvu se současnýmplněním a vyprazdňováním. S výhodou se přitom používá teplo-ta mezi 170 až 180°C a doba zpracování činí přibližně 3 až7 hodin.
Vytvrzování výrobků při variantě s přetlakem páry sesmí provádět jen s nasycenou párou. Přehřátá pára by byla nazávadu, protože by ze směsi odebírala technologickou vlhkostpotřebnou pro průběh chemických reakcí. Zpracování se s výho-dou provádí v ocelové tlakové komoře s kruhovým nebo pravo-úhelníkovýmť průřezem o délce až 40 m. Při průmyslové výroběse plnění autoklóvů provádí obvykle po kolejích. Aby se auto-klóvy pokud možno nejvíce využily, protože při výrobě siliká-tového betonu je z technologického hlediska určujícím agregá-tem autoklóv, používají se tlakové nádoby, které lze otevřítna obou stranách. U těchto tak zvaných průběžných autoklávůse k vytvržení připravené tvarové prvky vkládají do otevře-ného autoklávu na jedné jeho straně, současně se z protileh-lého konce autoklávu vyjímají vytvrzené výrobky. Plnění avyprazdňování trvá u průběžných autoklávů přibližně polovič-ní dobu než u autoklóvů otevíraných pouze na jedné straně. Příklady_j>ro vedení „vynálezu Dále bude na několika příkladech vysvětleno použitíněkolika výchozích materiálů k výrobě stavebních hmot způso-bem podle vynálezu, které již bylo experimentálně ověřeno.Jsou to - betonová suí - popílek z elektrofiltrů - odpad ze separace magnezitu - vypražený jíl - odpad z výroby cihel a keramiky - struska ze spalování uhlí - 12 -
Zkráceně budou též uvedeny, pokud jsou zjištěny, takéchemické a fyzikálně mechanické vlastnosti těchto materiálůa vlastnosti stavebních materiálů vyrobených z těchto suro-vin. Přitom je případ od případu také přesně sledována vol-ba příslušných technologických podmínek, to jest lisovací-ho tlaku, obsahu vápna, teploty a doby vytvrzování, a tona základě změn těchto podmínek. Příklad 1
Směs 90,6 až 95,4 % hmot. aktivované betonové suti a 4,6 až 9,4 % hmot. vápenného hydrátu se homogenizuje a při-dá se voda v hmotnostním poměru směs : voda = 1 : 0,08 až1 : 0,12. Připravená směs se zformuje lisováním a pak hydro ter-málně vytvrdí : - lisovací tlak 40 - 90 MPa
- vytvrzovací teplota 90° a 170°C - doba vytvrzování 4,5 - 7 hodin
Pro výrobu dutých tvárnic s rozměry 32,0 x 28,0 x 24,0cm se použilo : 19,872 kg aktivované betonové suti 2,062 kg vápenného hydrátu 1,755 kg vody
Ostatní technologické podmínky : - lisovací tlak 40 MPa
- vytvrzovací teplota 90°C - doba vytvrzování 6 hodin
Dutá tvárnice vyrobená popsaným způsobem má následu-jící stavebně fyzikální vlastnosti : - pevnost v tlaku a) po 24 hodinách b) po 28 dnech - měrná hmotnost - nasákavost vodou 25,6 MPa29,3 MPa1.020 kg/m315,2 % - 13 - Příklad 2
Pro výrobu dutých tvárnic s rozměry 32,0 x 28,0 x 24,0cm se použily následující složky : 20,925 kg aktivované betonové suti1,009 kg vápenného hydrátu 1,755 kg vody
Ostatní technologické podmínky : - lisovací tlak 75 MPa
- vytvrzovací teplota 90°C - doba vytvržení 6 hodin
Dutá tvárnice vyrobená popsaným způsobem má následují-cí stavebně fyzikální vlastnosti : - pevnost v tlaku a) po 24 hodinách b) po 28 dnech - měrná hmotnost - nasákavost vodou 23,2 MPa28,6 MPa1.020 kg/m314,92 % Příklad 3
Pro výrobu NP cihel s rozměry 25,0 x 12,0 x 6,5 cmse použily následující složky : 3,779 kg aktivizované betonové suti 0,199 kg vápenného hydrátu 0,400 kg vody
Ostatní technologické podmínky : - lisovací tlak 90 MPa
- vytvrzovací teplota 90°C - doba vytvrzování 7 hodin
Dutá tvárnice vyrobená popsaným způsobem má následují-cí stavebně fyzikální vlastnosti : - pevnost v tlaku a) po 24 hodinách b) po 28 dnech - měrná hmotnost - nasákavost vodou 20,6 MPa28,2 MPa2.040 kg/m315,80 % - 14 -
Zatímco v předchozích příkladech bylo použito jedno-duché hydrotermální vytvrzování tvarových prvků, týkají senásledující příklady vytvrzování pomocí autoklávu : Příklad 4
Pro výrobu dutých tvárnic s rozměry 32,0 x 28,0 x24,0 cm se podle předem určené receptury (příklady 1-3)použily následující složky : 19,372 kg aktivizované betonové suti 2,062 kg vápenného hydrátu 1,755 kg vody
Ostatní technologické podmínky : - lisovací tlak 40 MPa
- vytvrzovací teplota (autokláv) 170°C - doba vytvrzování 6 hodin
Dutá tvárnice vyrobená popsaným způsobem má následují-cí stavebněfyzikální vlastnosti : - pevnost v tlaku a) po 24 hodinách b) po 28 dnech - měrná hmotnost - nasákavost vodou Přiklad 5
Pro výrobu dutých 24,0 cm byly podle předem určené receptury použitý násle-dující složky : 20,925 kg aktivizované betonové suti 1,009 kg vápenného hydrátu 1,755 kg vody
Ostatní technologické podmínky : - lisovací tlak 75 MPa
- vytvrzovací teplota (autokláv) 170°C - doba vytvrzování 6 hodin 30,1 MPa32,0 MPa1,025 kg/rn^14,3 % tvárnic s rozměry 32,0 x 28,0 x - 15 -
Dutá tvárnice vyrobená popsaným způsobem má následu-jící stavebně fyzikální vlastnosti : - pevnost v tlaku a) po 24 hodinách b) po 28 dnech - měrná hmotnost - nasákavost vodou 22,3 MPa 24.2 MPa1.030 kg/rn^ 14.2 % Příklad 6
Pro výrobu NP cihel s rozměry 25,0 x 12,0 x 6,5 cmse použily následující složky : 3,779 kg aktivizované betonové suti0,199 kg vápenného hydrátu0,400 kg vody
Ostatní technologické podmínky : - lisovací tlak 90 MPa
- vytvrzovací teplota (autokláv) 170°C - doba vytvrzování 7 hodin
Dutá tvárnice vyrobená popsaným způsobem má následu-jící stavebně fyzikální vlastnosti : - pevnost v tlaku a) po 24 hodinách b) po 28 dnech - měrná hmotnost - nasákavost vodou 36,2 MPa38,4 MPa2.040 kg/nP14,50 %
Fyzikálně mechanické vlastnosti stavebních hmot vyrobených podle vynálezu závisí na tribomechanické aktivizacibetonové suti a na zvolených podmínkách technologickéhoprocesu. - 16 - Příklad 7
Popílek 2 elektrofiltrů.
Pro tyto pokusy byl vybrán popílek 2 elektrofiltrůs následujícími chemickými a fy2ikálně mechanickými vlast-nostmi : % hmot.
SiO2 Á12O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O k2o P2°5
MgO
TiO2
BaO sulfáty SO^sulfidy SO^stráta vyžihánímvlhkost 57,60 16,87 6,30 5,47 1,70 0,32 1,28 0,06 0,08 1,28 0,48 0,99 0,00 6,50 0,96 *y2ikálně mechanické vlastnosti : - měrná hmotnost be2 pórů a dutin, g/cnP 2,19 - měrná hmotnost, kg/m^ a) sypná hmotnost 467 b) po slisování 829 - měrný povrch cm /g 2.831 - granulometrický test - 2bytky na sítu, % - 0,063 mm 20 - 0,080 mm 10 - 0,090 mm 8 - 0,125 mm 2 - 17 - - 0,250 mm - 0,500 mm
Pro následující pokusy byla jako způsob výroby zvole-na metoda hydrotermálního vytvrzování. Kromě této metodyse pokusně měnily také následující technologické podmínky : - lisovací tlak při tvarování 26 - 54 MPa - hmotn. obsah vápenného hydrátu 2,2 - 7,8 %
- teplota při hydrotermálním vytvrzování 56 - 84°C - doba hydrotermálního vytvrzování 276 - 444 minut Při kombinaci výše uvedených technologických para-metrů se ukázalo, že výrobu stavebních hmot lze popsat ná-sledujícími vlastnostmi : - pevnost v tlaku po 24 hodinách - pevnost v tlaku po 28 dnech - měrná hmotnost plné tvárnice - měrná hmotnost duté tvárnice - nasákavost vodou - koeficient tepelné vodivosti 2.3 - 10,0 MPa 3.3 - 10,5 MPa1.500 kg/m^
750 kg/nP
24 - 29 %λ = 0,22 W/mK
Stavební hmoty, které byly vyrobeny s uvedenými fyzi-kálně mechanickými vlastnostmi, se mohou použít jako cihlynebo tvárnice pro stavbu objektů, jejichž stěny se pokrýva-jí dalším pláštěm. Při výrobě stavebních hmot tímto způso-bem lze dosáhnout výrazných úspor, neboi ve srovnání s kla-sickou výrobou cihel je zapotřebí vynaložit 15,2 -krátméně energie. Příklad 8
Odpad ze separace magnezitu.
Odpad ze separace magnezitu představuje vzhledem k množství tohoto odpadu v mnoha zemích stále rostoucíekologický problém. Dosavadní pokusy s použitím tohoto ma-teriálu jako přísady při výrobě stavebních hmot nepřineslypozitivní výsledky. Pomocí tribomechánické aktivizace všaklze strukturu tohoto materiálu změnit a jeho vlastnosti - 18 přizpůsobit požadavkům výroby stavebních hmot. Před akti-vizací byl odpad rozmělněn na velikost zrna v rozsahu0-4 mm. Výsledek chemické analýzy odpadu ze separace magnezitu : % hmot SiO2 27,51 A12O3 1,12 Fe2°3 4,84 CaO 1,37 MgO 37,79 sulfáty SO^ 0,04 sulfidy SO^ 0,10 k2o 0,01 Ka20 0,07 ztráta vyžíháním 26,25 vlhkost 1,02 celkem ( % hmot. ) : 100,12
Fyzikálně mechanické vlastnosti aktivizovaného odpadu ze separace magnezitn : - měrná hmotnost bez pórů a dutin, g/cnr 2,66
- měrná hmotnost, kg/mJ a) sypná hmotnost 879 b) po slisování 1.235 o - měrný povrch, cnr/g 1.610 - granulometrický test - zbytky na sítu : - 0,063 mm 98 & - 0,080 mm 86 % - 0,090 mm 72 % - 19 - - 0,125 mm 62 % - 0,250 mm 44 % - 0,500 mm 33 % -0,710 mm 24 % - 1,000 mm 16 % - 2,000 mm 3 %
Byly zkoumány následující technologické podmínky ajejich vliv na vlastnosti vyrobených stavebních hmot : - lisovací tlak při tvarování - hmotnostní obsah vápenného hydrátu - teplota při hydrotermálním vytvrzování - doba' hydro termálního vytvrzování 40 - 110 MPa4,6 - 7,4 % 68 - 82°C215 - 385 minut fyzikálně mechanické vlastnosti : - pevnost v tlaku po 24 hodinách - pevnost v tlaku po 28 dnech - měrná hmotnost plné tvárnice - měrná hmotnost duté tvárnice - nasákavost vodou - koeficient teoelné vodivosti Při kombinování odpovídajících technologických para-metrů bylo zjištěno, že je mnoho možností výroby staveb-ních hmot z tohoto materiálu.
Stavební objekty z této stavební hmoty je třeba opat-řit pláštěm z omítky nebo jiného materiálu.
Stavební hmoty ze zkoušeného odpadu mají následující 8,3 - 18,7 MPa11,0 - 24,8 MPa2.030 kg/m^1.020 kg/nP15,1 - 18,7 %λ = 0,250
Spotřeba energie pro výrobu stavebních hmot z tribo-mechanicky aktivizovaného odpadu ze separace magnezitu je13,33 -krát menší než spotřeba energie při klasické výroběstavebních hmot. - 20 - Příklad 9
Odpad z výroby cihel a stavební keramiky.
Pro tyto pokusy byly použity rozličné vzorky materiá-lů, takové, jaké vznikají jako zlomky při výrobě cihel, a * dále takové, jaké vznikají jako stavební suí při demolicistarých budov. Ukládání těchto odpadů, zejména v rozsáh-lých zastavěných oblastech, je problematické a také možnos-ti využití, popřípadě jiné regulace těchto odpadů jsou po-někud omezené.
Tribomechanická aktivizace však umožňuje opětné zhod-nocení těchto materiálů jejich použitím pro výrobu staveb-ních hmot.
Odpad se před aktivizací hrubě rozmělní na velikostzrna v rozsahu 0-4 mm. Byly zjištěny následující vlastnos-ti aktivizovaných odpadů : a
I
Chemické složení aktivizovaného odpadu z cihel a střešních tašek : % hmot.
SiO2 59,43 Al2°3 22,47 TiO2 0,63 Fe2°3 3,93 FeO 0,76 MnO 0,06 MgO 1,50 CaO 3,16 Na20 0,25 K20 1,43 P2O5 stopově sulfáty SO^ 0,63 sulfidy SO3 0,13 - 21 - ztráta vyžíháním 4,27 obsah vlhkosti 1,30 celkem ( % hmot. ) :
Fyzikálně mechanické vlastnosti - měrná hmotnost bez pórů a dutin, g/cm3 - měrná hmotnost kg/nr a) sypná hmotnost b) po slisování o - měrný povrch, cm /g ~ granulometrický test - zbytky na sítu, % 99,95 2,60 520 748 5.430 - 0,063 mm 86 - 0,080 mm 71 - 0,090 mm 60 - 0,125 mm 48 - 0,250 mm 26 - 0,500 mm 16 - 0,710 mm 12
Byly zkoumány následující technologické parametry : - lisovací tlak při tvarování - hmotnostní obsah vápenného hydrátu - teplota při hydrotermálním vytvrzování - doba hydrotermálního vytvrzování 90 - 160 MPa3,6 - 6,4 % 56 - 84°C258 - 342 minut Při uvedené kombinaci technologických podmínek bylyvyrobeny stavební hmoty s následujícími vlastnostmi : - pevnost v tlaku po 24 hodinách - pevnost v tlaku po 28 dnech - měrná hmotnost plné tvárnice - nasákavost vodou - koeficient tepelné vodivosti 12,4 - 24,6 MPa19,6 - 30,4 MPa1.720 kg/m318,0 - 23,5 %
λ = 0,225 W/mK - 22
Takto vyrobené stavební hmoty lze použít pro stavbuobjektů, jejichž stěny se pokrývají omítkou nebo pláštii z jiných materiálů.
Spotřeba energie při výrobě těchto stavebních hmotje 15 -krát nižší než při klasické výrobě stavebních hmot. Příklad 10
Struska Předmětem těchto pokusů byla struska, která je odpa-dem při spalování uhlí, v kotelnách dálkového vytápění,v kotelnách obecně a v domácnostech. Přeprava a ukládání této strusky jsou drahé a z ekolo-gického hlediska zatěžují životní prostředí. Struska se pří-ležitostně používá pro výrobu betonu, pro tak zvaný škváro-beton. Takto vyrobený materiál má velmi vysokou měrnouhmotnost a vyžaduje proto změny statických projektů. Před aktivizací byla struska hrubě rozmělněna na veli-kost zrna v rozsahu 0-4 mm. Chemická analýza přinesla ná-sledující výsledky :
Chemické složení aktivizované strusky % hmot sío2
FeO
MnO
MgO
CaO
Na20 K90 P2O5 53,25 16,20 0,16 6,12 0,10 0,25 4,66 8,10 2,14 2,10 0,25 - 23 - sulfáty SO3sulfidy SO3 0,45 0,20 ztráta vyžíháním 3,74 vlhkost 2,40 celkem ( % hmot. ) 100,12
Fyzikálně mechanické vlastnosti aktivizované strusky : - měrná hmotnost bez pórů a dutin, g/cnP 2,45 - měrná hmotnost kg/nr a) sypná hmotnost 530 b) po slisováni 690 2 - měrný povrch, cm /g 3420 - granulometrický test - zbytky na sítu, - 0,063 mm 83 - 0,080 mm 70 - 0,090 mm 58 - 0,125 mm 46 - 0,250 mm 28 - 0,500 mm 14 - 0,710 mm 6
Zkoumání možností výroby stavebních hmot z tribome-chanicky aktivizované strusky. Při těchto testech byly zkoumány vlivy následujícíchparametrů : - lisovací tlak při tvarování - hmotnostní obsah vápenného hydrátu - teplota při hydrotermálním vytvrzování - doba hydrotermálního vytvrzování 57 - 93 MPa2,2 - 7,8 % 56 - 84°C276 - 444 minut - 24 - Při volbě odpovídajících parametrů byly vyrobenystavební hmoty s následujícími vlastnostmi : - pevnost v tlaku po 24 hodinách - pevnost v tlaku po 28 dnech - měrná hmotnost plné tvárnice - měrná hmotnost duté tvárnice - nasákavost vodou - koeficient tepelné vodivosti 11,8 - 21,4 MPa 19.2 - 24,8 MPa1.900 kg/m^1.000 kg/m^
18.2 - 23,4 %λ = 0,24 W/mK
Stavební hmoty s těmito vlastnostmi jsou vhodné provýstavbu objektů, jejichž stěny se chrání dalšími, pláštěm.
Spotřeba energie při výrobě těchto stavebních hmot 14,2 -krát nižší než při klasické výrobě stavebních hmot. Z následující tabulky vyplývá, že energie spotřebo-vaná na zhotovení stěny z tribomechanicky vyrobených tvár-nic je několikanásobně nižší než u klasických stavebníchhmot. Všechny stěny splňují podmínky stavebních norem tý-kajících se tepelné izolace. Spotřeba technologické energiena 1 m^ konstrukce stěny je pro všechny tři klimatické zó-ny nepatrná, takže použitím tribomechanicky vyrobených sta-vebních hmot lze dosáhnout značných úspor energie, popří-padě stavebních nákladů. - 25 -
Srovnávací tabulka konstrukcí obvodových stěn podle sta-vebně klimatických zon z hlediska spotřebované energie : zabudovaná klimatická technologie- index příklad popis konstrukce zóna ká energie % č. kW/m2 1. — plášíová omítka, 2,5 cm I 63,8 100 tvárnice z odpadu při se-paraci magnezitu, vyrobenátribomechani cky II 70,9 100 - vápenná omítka, 2 cm III 77,5 100 2. - tepelně izolačníomítka, 4 cm I 86,6 136 tvárnice z odpadu při se-paraci magnezitu, vyrobe-ná tribomechanicky II 92,2 130 - vápenná omítka, 2 cm III 99,4 128 3. - "Jubizol” s polystyrénem I 311,6 388 - stavební cihly, 25 cm II 319,6 351 - vápenná omítka, 2 cm III 323,6 317 4. - ''Jubizol” s polystyrénem I 283,6 344 - železobeton, 20 cm II 291,6 311 - vápenné omítka, 2 cm III 295,6 281 - 26 - plášlová omítka, 2,5 cm< I 107,0 168 - tvárnice z lehčeného betonu, 20 cm II 119,5 169 - vápenná omítka, 2 cm III 132,0 170
Ve všech dosud uvedených příkladech byl jako pojivouveden vápenný hydrát. Tento dával nejlepší výsledky. Dobrévlastnosti vykazují také střešní tašky vyrobené s použitímportlandského cementu. Principiálně jsou však při způsobuvýroby podle vynálezu použitelná všechna uvedená pojivá. Chemické složení vápenného hydrátu % hmot. ztráta vyžíháním při 1.000°C 23,10 vlhkost při 120°C 0,13 krystalová voda při 600°C 20,79 co2 2,20 SiO2 + nerozpustné zbytky 0,14 Fe2°3 0,14 ^2θ3 0,09 CaO 74,50 MgO 1,55 S°3 0,10 Na20 0,29 k2o 0,05 P2O5 0,02 MnO 0,01 TiO2 0,02 obsah aktivního CaO + MgO 94,35 celkem ( % hmot. ) 100,03 -Zastupuje: - .^;Ing^Jiři CHLUSTINA' patenty, rešerSe, překlady -t ' ‘ Hviakarenkova 47 .120 00 Praha 2-Vinohrady 7 ' tel. 25 27 39
Claims (8)
- PATENTOVÉ N k R C
- 2. 2.
- 3. 3. 27Stavební směs pro výrobu tvarovek a prefabrikátů, napří-klad cihel, desek, nosníků, trubek a podobně, kterásestává ze základní složky představující 85 až 100 %hmotn., s výhodou 90,6 až 95,4 % hmotn., popřípadě po-jivá, s výhodou hašeného nebo nehašeného vápna, předsta-vujícího podíl 0 až 15 % hmotn., s výhodou 4,6 až 9,4 %hmotn., a vody v množství odpovídajícím hmotnostnímupoměru základní složky a pojivá k vodě rovném 1 : 0,05až 1 : 0,25, vyznačující se tím, žezákladní složka je tvořena aktivizovanými domovnímia/nebo průmyslovými odpady, zejména struskami a popílkyze spalování odpadů nebo elektráren, cihlovou a/nebobetonovou sutí, popřípadě odpady z výroby cihel a/nebobetonu, která je tribomechanicky aktivizována. Způsob výroby stavební směsi podle nároku 1, zejménapro výrobu tvarovek, jako jsou například cihly, desky,nosníky, trubky a podobně, vyznačující set í m , že mezi 85 a 100 % hmotn., s výhodou 90,6 až 95.4 % hmotn. základní složky, která je tvořena domov-ním a/nebo průmyslovým odpadem, zejména struskami a po-pílky ze spalování odpadů nebo elektráren, cihlovoua/nebo betonovou sutí, popřípadě odpady z výroby cihela/nebo betonu a podobně, se tribomechanicky aktivizuje,poté případně smísí s 0 - 15 % hmotn., s výhodou 4,6 až 9.4 % hmotn. pojivá, s výhodou hašeného nebo nehašené-ho vápna, a tato směs s vodou se slisuje na požadovanýtvar a hydrotermálně vytvrdí. Způsob podle nároku 2,vyznačující set í m , že záměsná voda se přidává v hmotnostním pomě-ru směs k vodě rovném 1 : 0,05 až 1 : 0,25, s výhodouv poměru 1 · 0,08 až 1 : 0,16. - 28 -
- 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující set í m , že částice záklední složky se napřed pomocímechanických zařízení, například drtičů nebo kladivo-vých mlýnů rozmělní na velikost zrna maximálně 4 mm.
- 5. Způsob podle nároku 2, vyznačující se t í m , že každá částice základní složky je v průběhutribomechánické aktivizace vystavena v průběhu maximál-ně 0,05 sekundy nejméně třem nárazům úderových těles,která se pohybují rychlostí nejméně 15 m/sek.
- 6. Způsob podle nároku 2,vyznačující set í m , že lisovací tlak je v rozsahu 3 až 160 MPa.
- 7. Způsob, podle nároku 2, vyznačující se t í m , že hydro termální vytvrzování se provádí za tep-loty mezi 56 a 90°C po dobu v rozsahu 3,5 až 7,5 hodin.
- 8. Způsob podle nároku 2,vyznačující se t í m , že hydrotermální vytvrzování se provádí při pře-tlaku páry a teplotách přes 100°C po dobu v rozsahu3 až 7 hodin. Zastupuje : íngTliříCHLUSTINA Patenty, reSeršs, preklodyMakarenkova 47 120 00 Praha 2-Vinohrady tel t ΟίΤ Π-» ΛΛ · tel.' 25 27 39
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0166490A AT394712B (de) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Baustoffgemisch zur herstellung von form- und fertigteilen sowie verfahren zur herstellung der baustoffgemische |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS241591A3 true CS241591A3 (en) | 1992-02-19 |
Family
ID=3518322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS912415A CS241591A3 (en) | 1990-08-08 | 1991-08-02 | Mixture for the manufacture of blocks and prefabricated elements and process for producing thereof |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0470948A3 (cs) |
| AT (1) | AT394712B (cs) |
| CS (1) | CS241591A3 (cs) |
| YU (1) | YU47238B (cs) |
| ZA (1) | ZA916213B (cs) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19548645A1 (de) * | 1995-12-14 | 1997-06-19 | Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof | Verfahren zur Herstellung von hochwertigen Sekundärrohstoffen aus sortenreinem Abbruchmaterial von Bauwerken |
| DE10080210D2 (de) * | 1999-02-02 | 2001-09-13 | Hofbauer Lothar | Baustoff, Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes und Bauelement |
| RU2192402C1 (ru) * | 2002-04-18 | 2002-11-10 | Федоров Николай Васильевич | Смесь для изоляции |
| PT1554044E (pt) | 2002-10-17 | 2009-04-22 | Krause Maschb Gmbh | Processo e aparelho para desintegração de matérias inorgânicas |
| DE102007035259B3 (de) | 2007-07-27 | 2008-11-13 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Einphasiges hydraulisches Bindemittel, Verfahren zu seiner Herstellung und mit diesem Bindemittel hergestellter Baustoff |
| DE102007035258B3 (de) | 2007-07-27 | 2008-11-20 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Einphasiges hydraulisches Bindemittel, Verfahren zu seiner Herstellung und mit diesem Bindemittel hergestellter Baustoff |
| CZ2008318A3 (cs) * | 2008-05-23 | 2010-04-07 | Faltus@Miloš | Zpusob výroby anorganických hydraulických pojiv |
| CZ310410B6 (cs) | 2018-09-24 | 2025-05-28 | FF Servis,spol.s r.o. | Způsob a zařízení k provádění úpravy sypkých pevných látek |
| CN111003977B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-03-08 | 广西建设职业技术学院 | 一种利用建筑垃圾制备的透水砖及其制备方法 |
| CZ309173B6 (cs) * | 2020-10-23 | 2022-04-13 | KAZAK s. r. o. | Plnivo do stavebních směsí a výrobků a způsob jeho výroby |
| EP4095111A1 (en) * | 2021-05-26 | 2022-11-30 | HeidelbergCement AG | Calcium-silicate bricks |
| CN118344178B (zh) * | 2024-04-11 | 2025-03-21 | 泳锌江苏工程技术有限公司 | 一种大掺量混合建筑垃圾蒸压加气混凝土砌块及制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1257694A (fr) * | 1960-02-22 | 1961-04-07 | Procédé de traitement, par attrition, du laitier granulé de haut-fourneau, pour son utilisation dans les bétons hydrauliques et produits similaires | |
| FR2146699A5 (en) * | 1971-07-22 | 1973-03-02 | Corson G & W H | Quick setting hydraulic cementitious material - made by milling glassy fly ash and lime |
| GB1362372A (en) * | 1972-09-07 | 1974-08-07 | Reid N G | Cement |
| DD117437A1 (cs) * | 1973-10-10 | 1976-01-12 | ||
| DD118852A1 (cs) * | 1975-03-14 | 1976-03-20 | ||
| AT362292B (de) * | 1977-10-13 | 1981-04-27 | Simmering Graz Pauker Ag | Verfahren zur aktivierenden aufbereitung von keramischen, vorzugsweise grobkeramischen roh- stoffen |
| DE2827944A1 (de) * | 1977-10-13 | 1979-04-19 | Simmering Graz Pauker Ag | Verfahren und vorrichtung zur herstellung aktivierter putzmoertel |
-
1990
- 1990-08-08 AT AT0166490A patent/AT394712B/de not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-08-02 CS CS912415A patent/CS241591A3/cs unknown
- 1991-08-07 ZA ZA916213A patent/ZA916213B/xx unknown
- 1991-08-07 YU YU136091A patent/YU47238B/sh unknown
- 1991-08-08 EP EP19910890174 patent/EP0470948A3/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0470948A2 (de) | 1992-02-12 |
| EP0470948A3 (en) | 1992-03-25 |
| YU47238B (sh) | 1995-01-31 |
| AT394712B (de) | 1992-06-10 |
| ATA166490A (de) | 1991-11-15 |
| ZA916213B (en) | 1993-04-28 |
| YU136091A (sh) | 1994-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abdulkareem et al. | Production of geopolymer mortar system containing high calcium biomass wood ash as a partial substitution to fly ash: An early age evaluation | |
| Chandra et al. | Lightweight aggregate concrete | |
| Siddique | Utilization of coal combustion by-products in sustainable construction materials | |
| CN101743212B (zh) | 用于建筑工业的人造构件 | |
| KR101056448B1 (ko) | 도시 쓰레기 소각재인 소각비산재와 바닥재를 혼합한 무기바인더의 제조 방법 | |
| KR101988942B1 (ko) | 산업폐기물을 활용한 건축재료용 단열흡음성 발포체의 조성물 및 상기 조성물을 이용한 단열흡음성 발포체의 제조방법 | |
| WO1985000035A1 (en) | Ceramic material | |
| CS241591A3 (en) | Mixture for the manufacture of blocks and prefabricated elements and process for producing thereof | |
| Liao et al. | Lightweight aggregates from water reservoir sediment with added sodium hydroxide | |
| Benk et al. | Possibility of producing lightweight, heat insulating bricks from pumice and H3PO4-or NH4NO3-hardened molasses binder | |
| Shakir et al. | Production of eco-friendly hybrid blocks | |
| Ren et al. | Performance investigation of the artificial aggregate by integrally recycling incineration bottom ash and fly ash | |
| KR20070012310A (ko) | 수경성 결합제의 제조방법, 건축 자재, 그 용도 및 이를위한 장치 | |
| KR101098266B1 (ko) | 내화성 보드의 제조방법 | |
| KR100902281B1 (ko) | 도시쓰레기 소각재를 이용한 무기바인더 조성물 및 그제조방법 | |
| KR20130134415A (ko) | 비소성 무기결합제를 활용한 친환경블록 및 그 제조방법 | |
| US20020027316A1 (en) | Asbestos-free product sintered from building material wastes containing asbestos and method of producing the same | |
| RU2083535C1 (ru) | Способ безавтоклавного изготовления газобетонных строительных изделий | |
| Khater et al. | Fabrication of sustainable geopolymer mortar incorporating granite waste | |
| KR20210122500A (ko) | 지오폴리머 또는 지오폴리머 복합체의 제조방법 | |
| Akhtar et al. | The study of fibre reinforced fly ash lime stone dust bricks with glass powder | |
| Najar et al. | Development of light weight foamed bricks from red mud | |
| Başpınar et al. | Production of fired construction brick from high sulfate-containing fly ash with boric acid addition | |
| Beghoura | Development of alkali-activated foamed materials combining both mining waste mud and expanded granulated cork | |
| Ikeagwuani et al. | Optimisation of Compressive Strength of Sancrete Block Containing Coconut Shell Ash as Cement Partial Replacement |