CZ2018642A3 - Stříkaný beton - Google Patents

Stříkaný beton Download PDF

Info

Publication number
CZ2018642A3
CZ2018642A3 CZ2018-642A CZ2018642A CZ2018642A3 CZ 2018642 A3 CZ2018642 A3 CZ 2018642A3 CZ 2018642 A CZ2018642 A CZ 2018642A CZ 2018642 A3 CZ2018642 A3 CZ 2018642A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
shotcrete
sulphate
aggregate
binder
weight
Prior art date
Application number
CZ2018-642A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ308680B6 (cs
Inventor
Pavel Růžička
Šárka Pešková
Vít Šmilauer
Radoslav Sovják
Petr Konvalinka
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
HOCHTIEF CZ a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze, HOCHTIEF CZ a.s. filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2018642A priority Critical patent/CZ308680B6/cs
Publication of CZ2018642A3 publication Critical patent/CZ2018642A3/cs
Publication of CZ308680B6 publication Critical patent/CZ308680B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/18Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/20Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
    • C04B18/22Rubber, e.g. ground waste tires
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

Stříkaný beton obsahující kamenivo, pojivo, vodu a přísady, kde je pojivo tvořeno cementem a/nebo vápeno-sírano-hlinitanovou příměsí, která má chemické složení oxidů CaO > 5 % hmotn., AlO> 0,20 % hmotn. a SO> 0,03 % hmotn. přičemž cement je v rozmezí 0 až 100 % hmotnosti a vápeno-sírano-hlinitanová příměs je v rozmezí 100 až 0 % hmotnosti pojiva. Kamenivo může obsahovat 0 až 30 % objemových drcené pryže.

Description

Stříkaný beton
Oblast techniky
Technické řešení ochraňuje receptury stříkaných betonů mokrou cestou. Oblast využití stříkaného betonuje ve stavebnictví široká, například pro zajištění výrubu konvenčně ražených podzemních děl, stabilizaci skalních stěn a stavebních jam, zpevňování svahů, zesilování nosných konstrukcí, sanaci mostů, propustků a opěrných zdí, vytváření protipožárních ochran, nebo různé skořepinové konstrukce. Stříkaný beton může být dále použit na vodorovné nebo vertikální povrchy a je zvlášť vhodný pro zakřivené nebo velmi tenké konstrukce s ocelovou výztuží. Stříkaný beton lze vhodně využít na místech, kde nelze použít klasický způsob lití, a to z důvodů pracnosti, nemožnosti zhotovení bednění či nepřístupnosti místa betonáže.
Stříkaný beton je podrobněji definován v ČSN EN 14487-1 a v TKP-18 - Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací, kapitola 18: Betonové konstrukce a mosty, Ministerstvo dopravy, 2016.
Dosavadní stav techniky
Stříkaný beton je znám již od počátku 20. století. První zařízení pro nástřik suchých betonových směsí bylo sestrojeno v roce 1907 v USA. Firma Cement-Gun Company si následně nechala patentovat anglický název „Gunite“ - stříkaná malta. Původně používaná směs se skládala z jemného kameniva a měla vysoký obsah cementu. V současné době užívaný název stříkaný beton je obecně používán pro každou směs zahrnující pojivo a kamenivo, která je nanášena nástřikem.
Zpočátku byla užívána pouze technologie nástřiku suchou cestou, použití technologie nástřiku mokrou cestou začalo až po 2. světové válce. Původně bylo stříkání suchých směsí převládající technologií, avšak v poslední době stále více převažuje nástřik mokrou cestou. Například ve Skandinávii došlo v sedmdesátých letech k úplnému přechodu z technologie nástřiku suchou cestou na technologii nástřiku mokrou cestou. Dnes se provádí v celosvětovém měřítku přibližně 70 % všech stříkaných betonů technologií nástřiku mokrou cestou, v některých zemích však již nástřik mokrou cestou převažuje ještě výrazněji, viz Ing. Matouš Hilar, MSc., Ph.D., CEng a spol., Stříkaný beton v podzemním stavitelství, Český tunelářský komitét ITA-AITE, 2003, ISBN 978-80-254-1262-6.
Standardní stříkaný beton mokrou cestou vzniká nástřikem mokrého betonu, který se skládá z pojivá, kameniva, přísad, příměsí, a vody. Požaduje se jeho rychlý nárůst počátečních pevností, proto se za pojivo volí obvykle portlandský cement, který je dále urychlovačem v trysce donucen k rychlému nárůstu pevností. Nárůst pevnosti v tlaku musí odpovídat průběhu tzv. J křivek, spad stříkané směsi je obvykle 20 až 30 %.
Nevýhodou současně používaného řešení je, že materiálová směs pro stříkané betony nezahrnuje žádné druhotné materiály ani vedlejší energetické produkty. Urychlovací přísada, dnes často jako bezalkalický urychlovač, dále zvedá cenu stříkaného betonu. Proto je snahou využít levnější směsné cementy či příměsi tak, aby byl zachován nárůst pevnosti a nebyly negativně ovlivněny další chemické a fyzikální vlastnosti. Další minimalizaci nákladů představuje snížení spadu stříkaných betonů.
Vápeno-sírano-hlinitanové pojivo lze připravit z vedlejších elektrárenských produktů při spalování uhlí v konvenčním a fluidním spalování. Toto řešení je popsáno v publikacích P. Hlaváček, R. Sulc, V. Smilauer, C. Rossler, R. Snop: Ternary binder made of CFBC fly ash, conventional fly ash, and calcium hydroxide: Phase and strength evolution. Cement and Concrete Composites. 2018, 90, 100-107, ISSN 0958-9465 a P. Hlaváček, R. Šulc, V. Šmilauer, C.
- 1 CZ 2018 - 642 A3
Rossler, R. Snop: Ternary binder made of CFBC fly ash, conventional fly ash, and calcium hydroxide: Phase and strength evolution. Cement and Concrete Composites. 2018, 90, 100-107, ISSN 0958-9465. Pojivo je objemově stabilní, vykazuje mírně nižší nárůsty pevností než klasický Portlandský cement, a obsahuje množství síranů, kterými lze výhodně nahrazovat sírany z urychlovacích přísad. Pojivém lze nahrazovat velkou část portlandského cementu.
V současné době je využití gumového granulátu do betonů celosvětově zkoumáno. Gumový granulát nalezl pilotní využití při výstavbě silnic a dálnic v v Austrálii, všeobecně však se stále výsledky upravují a experimenty rozšiřují, aby byly pro uplatnění známé možnosti a omezení při výrobě směsi. Z dostupných zdrojů je dále známé stanovisko některých odborníků, kteří přisuzují budoucímu využití gumového granulátu při výrobě betonu důležitou a neopomenutelnou roh Siddique R, Naik TR. Properties of concrete containing scrap-tire rubber-an overview. Waste Manag 2004;24(6):563-9 a Weiguo Shen, Lai Shan, Tao Zhang, Hongkun Ma, Zhi Cai, Hua Shi. Investigation on polymer-rubber aggregate modified porous concrete. Constr Build Mater 2013;38:667-74.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu jsou stříkané betony, které obsahují vápeno-sírano-hlinitanovou příměs a/nebo drcenou pryž. Hydraulická příměs se aktivně podílí na nárůstech raných pevností stříkaného betonu a splňuje tak požadavek dle J-křivek. Drcená pryž pozitivně ovlivňuje houževnatost materiálu ve stříkaném betonu.
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs má obvyklé složení CaO > 5 % hmota., AI2O3 > 0,20 % hmota, a SO3 > 0,03 % hmota, a může nahrazovat portlandský cement v celém objemu nebo pouze z části, tedy od 0 do 100 % dle požadavku na nárůst pevností a dávkování urychlovací přísady.
Drcená pryž může nahrazovat jemné nebo hrubé kamenivo v objemovém zastoupení 0 až 30 %
Dle ekonomických výpočtů umožňuje vynález snížit cenu stříkaného betonu až o 25 %. Při reálné náhradě 50 % portlandského cementu vápeno-sírano-hlinitanovou příměsí lze uspořit cca 40 % CO2 emisí a využít vedlejší energetické produkty z fluidního spalování.
Objasnění výkresů
Stříkaný beton podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na Obr. 1 je znázorněno použití drcené pryže z pneumatik velikosti 1 až 4 mm do stříkaných betonů. Na Obr. 2 je znázorněn proces nástřiku při experimentu. Na Obr. 3 je detail nástřiku stříkaných betonů s druhotnými surovinami na konstrukci a na Obr. 4 je odběr vzorků pro zkoušky v akreditovaných laboratořích ČVUT v Praze.
Příklady uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazení konkrétní příklady jsou představeny pro ilustraci, nikoli jako omezení vynálezu.
Příklad 1 zobrazuje průběh nárůstu pevnosti pro typ stříkaných betonů s vápeno-síranohlinitanovou příměsí a pryží včetně urychlovače 6,5 % při průkazních zkouškách dle křivky typu J2.
-2 CZ 2018 - 642 A3
Příklad 2 zobrazuje průběh nárůstu pevnosti pro typ stříkaných betonů s vápeno-síranohlinitanovou příměsí a urychlovačem 7.5 % při průkazních zkouškách dle křivky typu J2.
Příklad 3 zobrazuje průběh nárůstu pevnosti pro typ stříkaných betonů s vápeno-sírano5 hlinitanovou příměsí a urychlovačem 8.5 % při průkazních zkouškách dle křivky typu J2.
Popis a realizace technického řešení je zobrazena dále na obr. 1 až 4.
Příklad č. 1
Složka kg/m3
Cement CEM 142,5 R 225
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs 225
Drcená pryž 1-4 mm 50
Kamenivo 0-2 mm 250
Kamenivo 0-4 mm 720
Kamenivo 4-8 mm 480
Voda 200
Bezalkalický urychlovač 29
Plastifikátor 4
Min. Hod.
Čas (Min./Hod.) 6 15 30 1 2 3 6 12 24
Pevnosti (MPa) 0,29 0,32 0,43 0,6 0,77 0,94 1,95 3,51 6,69
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs, pryž, urychlovač 6,5 %
PRŮBĚH NÁRŮSTU PEVNOSTI M SB CSG -J2 PŘI
DOBA PO NASTŘÍKÁNÍ &- dopotučený průběh 32 -5 MSB CSG 6,5
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs, pryž, urychlovač 6,5 %
-3 CZ 2018 - 642 A3
Příklad č. 2
Složka kg/m3
Cement CEM 1 42,5 R 250
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs 200
Kamenivo 0-2 mm 250
Kamenivo 0-4 mm 760
Kamenivo 4-8 mm 480
Voda 180
Bezalkalický urychlovač 34
Plastifikátor 4
Min. Hod.
Čas (Min./Hod.) 6 15 30 1 2 3 6 12 24
Pevnosti (MPa) 0,28 0,34 0,52 0,78 0,9 1,19 2,45 3,9 9,67
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs, urychlovač 7,5 %
PRŮBĚH NÁRŮSTU PEVNOSTI M SB CS -J2 PŘI
PRŮKAZNÍCH ZKOUŠKÁCH DNE 20.10.2018
DOBA PO NASTŘÍKÁN!
- doporučený průběh J2 io Vápeno-sírano-hlinitanová příměs, urychlovač 7,5%
Příklad č. 3
Složka kg/m3
Cement CEM 1 42,5 R 225
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs 200
Kamenivo 0-2 mm 250
Kamenivo 0-4 mm 760
Kamenivo 4-8 mm 480
Voda 180
Bezalkalický urychlovač 4
-4 CZ 2018 - 642 A3
Plastifikátor
Min. Hod.
Čas (Min./Hod.) 6 15 30 1 2 3 6 12 24
Pevnosti (MPa) 0,53 0,73 0,78 0,94 1,17 1,26 2,5 4,2 10
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs, urychlovač 8,5 %
PRŮBĚH NÁRŮSTU PEVNOSTI M SB CS -J2 PŘI
PRŮKAZNÍCH ZKOUŠKÁCH DNE 20.10.2018
DOBA PO NASTŘÍKÁNÍ doporučený průběh J2 řdSB CS8.0
Vápeno-sírano-hlinitanová příměs, urychlovač 8,5 %
Průmyslová využitelnost
Stříkané betony s vápeno-sírano-hlinitanovou příměsí a/nebo drcenou pryží lze použít pro zajištění výrubu konvenčně ražených podzemních děl, stabilizaci skalních stěn a stavebních jam, zpevňování svahů, zesilování nosných konstrukcí, sanaci mostů, propustků a opěrných zdí, vytváření protipožárních ochran, nebo různé skořepinové konstrukce.

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Stříkaný beton obsahující kamenivo, pojivo, vodu a přísady, vyznačující se tím, že pojivo je tvořeno cementem a/nebo vápeno-sírano-hlinitanovou příměsí, která má chemické složení oxidů CaO > 5 % hmota., AI2O3 > 0,20 % hmota, a SO3 > 0,03 % hmota, přičemž cement je v rozmezí 0 až 100 % hmotnosti a vápeno-sírano-hlinitanová příměs je v rozmezí 100 až 0 % hmotnosti pojivá.
  2. 2. Stříkaný beton podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kamenivu obsahuje 0 až 30 % objemových drcené pryže.
CZ2018642A 2018-11-21 2018-11-21 Stříkaný beton CZ308680B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018642A CZ308680B6 (cs) 2018-11-21 2018-11-21 Stříkaný beton

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018642A CZ308680B6 (cs) 2018-11-21 2018-11-21 Stříkaný beton

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2018642A3 true CZ2018642A3 (cs) 2020-06-03
CZ308680B6 CZ308680B6 (cs) 2021-02-17

Family

ID=70848245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2018642A CZ308680B6 (cs) 2018-11-21 2018-11-21 Stříkaný beton

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308680B6 (cs)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3641947A1 (de) * 1986-12-09 1988-06-23 Tubag Trass Zement Stein Verfahren zum aufbereiten von spritzmoertel oder spritzbeton sowie anlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE19754446A1 (de) * 1997-12-08 1999-06-10 Dyckerhoff Ag Spritzbindemittel und dessen Verwendung
CZ293322B6 (cs) * 2002-07-18 2004-04-14 Karel Ling Regulátor tuhnutí pro všechny druhy cementů na bázi slínku
CZ2008662A3 (cs) * 2008-10-23 2010-05-05 Elmos Trading, Spol. S R.O. Pojivo, zejména cement, a zpusob výroby pojiva
CZ306663B6 (cs) * 2015-09-01 2017-04-26 ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ­ technickĂ© v Praze, Fakulta stavebnĂ­ Suchá prefabrikovaná směs multifunkčního silikátového kompozitu
CN108793935B (zh) * 2018-08-25 2020-12-11 北京建工新型建材有限责任公司 预制干料喷射混凝土

Also Published As

Publication number Publication date
CZ308680B6 (cs) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2944599C (en) Concrete materials with modified rheology, methods of making, and uses thereof
US8236098B2 (en) Settable building material composition including landfill leachate
US20140083333A1 (en) Concrete mix composition, mortar mix composition and method of making and curing concrete or mortar and concrete or mortar objects and structures
Ramalekshmi et al. Experimental behavior of reinforced concrete with partial replacement of cement with ground granulated blast furnace slag
JP2015034116A (ja) セメントクリンカ及びセメント組成物
Johny et al. Study of properties of sustainable concrete using slag and recycled concrete aggregate
CZ2018642A3 (cs) Stříkaný beton
WO2024126898A1 (en) Hardening mixture
Mahmood et al. Effects of different expansive agents on the properties of expansive cementitious materials
JP6965136B2 (ja) 超速硬セメントを用いるモルタル又はコンクリートの施工方法
Khalil et al. The effects of using eco-friendly materials for the production of high strength mortar
CZ32650U1 (cs) Stříkaný beton
Coppola et al. The effect of sodium silicate on the behaviour of shotcretes for tunnel lining
RU2603991C1 (ru) Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь
Šmilauer et al. Shotcrete using ternary binder made from coal combustion products: from lab tests to an application
CZ32449U1 (cs) Suchá betonová směs
Bradu et al. Workability and compressive strength of self compacting concrete containing different levels of limestone powder
ES2891675B2 (es) Hormigón autocompactante con árido reciclado de hormigón y de baja retracción y su procedimiento de elaboración
Nukala Strength Appraisal of Fibre Reinforced Concrete by Replacing 40% of Ordinary Portland Cement (OPC) With Mineral Admixtures Fly Ash, GGBS And Metakaolin
AU2015200172A1 (en) Concrete mix composition, mortar mix composition and method of making and curing concrete or mortar and concrete or mortar objects and structures
Goyal et al. Study on Strength of M25 Concrete by Partial Replacement of Aggregate with Clay Waste Products
ES2891677B2 (es) Hormigón autocompactante con árido reciclado de hormigón y su procedimiento de elaboración
JP7312385B1 (ja) コンクリート組成物の製造方法、及び、コンクリートの製造方法
JP7333019B2 (ja) セメント組成物、及び、セメント硬化体の製造方法
Tanakadate Early Strength Enhancing Additive for High GGBS Replacement SFRC Segment