CS272394B1 - Přísada do betonové směs tvořená průmyslovým odpadem - Google Patents

Abstract

Přísada do betonové směsi tvořená průmyslovým odpadem. Řešení využívá objevených vlastností průmyslového odpadu pro výrazné zvýšení únosnosti pilot. Přísada průmyslového odpadu v množství 10 - 30 kg na 1 nP hotového betonu způsobí zvětšení jeho objemu o 4 až 10 % a tím i příčné roztažení dříku piloty, čímž se výrazně zvýší hodnota plášíového tření,

Description

’’ Vynález se týká přísady do betonové směsi, tvořené průmyslovým odpadem, obsahujícím hlinitanový prach pro výrobu hlubinných základových konstrukcí, zejména pilot.

Dosud se piloty vyrábějí z poměrně kvalitních betonů, jejichž pevnosti lze pro přenos zatížení do podloží jen málokdy využít, protože jsou staticky namáhány převážně tlakem, méně ohybem a zcela výjimečně tahem. Je tedy zřejmé, že o výpočtové úxsxstí. piloty rozhodne mezní stav únosci průřezu pouze při založení na prakticky ' nestlačitelném podloží (skále). V převážně se vyskytujících případech založení konstrukcí na pilotách větších průměrů vetknutých do únosnější zeminy, eventuálně plovoucích, přenášejí tyto svislé zatížení do zeminy plášťovým třením a podíl paty piloty na přenosu zatížení je minimální. Přitom pevnosti betonů, ze kterých jsou piloty vyrobeny, dosahují poměrně vysokých hodnot a jsou prakticky nevyužitelné. V praxi je potvrzena závislost plášťového tření na smykové pevnosti zemin. Hodnota smykové pevnosti zemin podle známého výrazu 7^= ^x, tg^+c* (1) je přímo závislá na_s velikosti vodorovné síly smykových parametrech zeminy - úhlu vnitřního tření soudržnosti c'. Autoři dospěli k závěru, že hodnotu výrazu (1) lze ovlivnit nejen technologií provádění velkoprůměrových pilot a jejich vystrojením, ale i vlastnostmi použité betonové směsi. Je zřejmé, že hodnotu x lze zvýěit s použitím betonové směsi s roztažnými ..účinky. Přírůstek vodorovného napětí je způsoben předepnutím zeminy v bezprostředním okolí dříku piloty vlivem zvětšení objemu směsi, a tím i příčným roztažením tělesa piloty. Aplikaci známých rozpínavých cementů brání jejich nesnadná dostupnost, hlavně však jejich poměrně vysoká cena. Také je známý účinek čistého AI komponentu, který ve styku s ostatními složkami obsaženými v betonové směsi způsobí její nabývání. Použití čistého AI prášku je však z hlediska ceny i nesnadné dostupnosti v odpovídající kvantitě značně omezené.

, Podstata vynálezu tkví v tom, že se k ostatním komponentům v betonové směsi přimísí přísada, tvořená průmyslovým odpadem ve složení 60 až 70 % hmot, kysličníku hlinitého Al^O^, 6 až 10 % hmot, kysličníku siřičitého SiOg, 0,5 až 1 % hmot, kysličníku železnatého FeO, 0,2 až 0,4 % hmot, mědi Cu, 0,2 až 0,6 % hmot, zinku Zn, 0,5 až 1 Ž hmot, sodíku Na, 0,5 až 1 % hmot, draslíku K, 4 % hmot, hliníku AI ve váhovém množství 10 až 30 kg na 1 m^ směsi. Nárůst objemové změny dosahuje hodnoty 4 až 9 objemová tíha betonu se pohybuje kolem 21 kN.m^ _a krychelná pevnost dosahuje po 28 dnech tvrdnutí 10 až 14 MPa, což odpovídá betonu třídy BI (B135) ve smyslu ČSN 73 12 Ol, respektive 73 20 01. Při výrobě velkoprůměrových pilot je nutné zajistit, aby interval mezi přidáním průmyslového odpadu do betonové směsi a vyplněním vrtu pro pilotu byl co nejkratší, protože k nabývání směsi dochází převážně v době jejího tuhnutí - nejvhodnější je metoda oddělené betonáže - prepact beton.

Nová technologie výroby pilot s využitím vlastností průmyslového odpadu umožňuje výrazně zvýšit únosnost piloty, eventuálně provádět piloty kratší, avšak se stejnou únosností, které se dosahuje u dlouhých pilot v klasickém provedení.

Příklad konkrétního provedení: «»

Velkoprůměrová pilota o průměru d=0,6 m je vetknuta na délku 1=5 m do štěrkopísku tř. B 10, relativní ulehlost 1^=0,7. Pilota je vrtána rotačně, pažena výpažnicí, kteCS 272 394 Bl rá bude před betonáží z vrtu vytažena. Technologie betonáže piloty - prepact -beton.

Kvalita betonu - beton tř. III. s příměsí průmyslového odpadu způsobující 3 % nabytí směsi.

Mechanické parametry zeminy: úhel vnitřního tření / = 34θ měrná tíha Ť?- 19 kN.m“³ horizontální modul deformace Eg = 10 MPa Poissonův součinitel ⁼ °»²5

Mechanické vlastnosti betonu: modul pružnosti _ Fý = 26 500 MPa

Poissonův součinitel = 0,15

Mezní pláštové tření:

· .· Q_su = 0,7 . T. d . 1 . . 0,5 . 1 . tg ^'= = 0,7 . T. 0,6.5.19.2,5.tg 34° = 211,40 kN

Při 3 % objemovém nabytí betonové směsi bude přírůstek tlaku na plášti: _

26,5.10.10³.0,01 = ----------------------------------------- = 87 kPa

10(1+0,15).(1-0,3) - 26,5.10 .(1+0,15)

Hodnota plástového tření zvětšená vlivem příčné kontrakce dříku piloty:

= 0,7 . T, d J. (. 0,5 . 1 + pí) . tg f = . =0,7 .7Γ. 0,6.5.(19.2,5 + 87).tg34° = 598,5 kN

Závěr: Hodnota plástového tření vzrostla vlivem nových vlastností betonové směsi 2,8 .krát.

- velkoprůměrová pilota o průměru d = 0,75 m je vetknuta do vrstvy měkkého až tuhého jílu tř. D 21 na délku 1 = 7,2 m.

Pilota je vybetonována prepact betonem tř. III s příměsí průmyslového odpadu způsobující 3 % nabytí směsi.

Mechanické parametry zeminy: úhel vnitřního tření měrná tíha horizontální modul deformace Poissonůz součinitel

Mechanické parametry betonu:

modul pružnosti

Poissonův součinitel $ = 10° = 18 kN.m^-3 Eg = 3 MPa Pj = 0,4

Fj, = 26 500 MPa = 0,15

CS 272 394 Bl

Mezní plášťové tření:

^QSU ⁼ °»⁷ * ^d * ¹ · ^2 · °»5 . i . (1-sin^) . tg $ = . = 0,7 0,75.7,2.18.3,6.(1 - sinlO⁰).tglO⁰ = 112,12 kN

Při 3 % objemovém nabytí směsi bude přírůstek tlaku na plášti piloty:

^Pz ' B₅(l* p_ř) (1-2 fy l-Bj.tl* P_ř)

26,5.3.10³.O,01

----------------------------------------- = 21,43 kPa 3.(1+0,15).(1-2.0,15) - 26,5.1O^J.(1+0,4)

Hodnota plášťového tření zvětšená vlivem příčné kontrakce dříku piloty:

= 0,i . 7Γ. d . 1 . (<ý$. 0,5 . l.(l-sin ^')+P₂)).t_e/>' = = 0,7 .T. 0,75.7,2.((18.3,6.(1-sinlO⁰) + 21,43)). tglO⁰ = 156,99 kN.

Závěr: Hodnota plášťového tření vzrostla vlivem nových vlastností betonové směsi 1,4 krát.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Přísada do betonové směsi, tvořená průmyslovým odpadem, obsahující hlinitanový prach, která se přidává do betonové směsi v množství 10 až 30 kg na 1 m³ betonové směsi, vyznačující se tím, že sestává ze 60 až 70 % hmot, kysličníku hlinitého AlgO^, 6 až 10 % hmot, kysličníku siřičitého Si0₂, 0,5 až 1 % hmot, kysličníku železnatého FeO, 0,2 až 0,4 % hmot, mědi Cu, 0,2 až 0,6 % hmot, zinku Zn, 0,5 až 1 % hmot, sodíku Na, 0,5 až 1 % hmot, draslíku K, 4 % hmot, hliníku Al.