CZ21613U1

CZ21613U1 - Stavební směs

Info

Publication number: CZ21613U1
Application number: CZ201022980U
Authority: CZ
Inventors: Ling@Karel; Sztanková@Renata
Original assignee: Elmos Trading, Spol. S R.O.
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2011-01-10

Description

CZ 21613 Ul

Stavební směs

Oblast techniky

Technické řešení se týká stavební směsi na bázi popílků, zejména popílků elektrárenských, která je určena zvláště pro zhotovování podkladových vrstev pozemních komunikací včetně cykloste5 zek, pro vytváření násypů a stavbu protipovodňových hrází, jakož i na výrobu litých stavebních prvků, tvarovek a prefabrikátů, u nichž je vyžadována zvýšená odolnost proti vlhkosti.

Dosavadní stav techniky

V současné době je ve stavebnictví běžně známé používat popílky z uhelných elektráren jako příměsi do nejrůznějších stavebních směsí. Například z patentového spisu CZ 291443 je známá ío pojivová geopolymemí směs, určená pro výrobu kaší, malt a betonu, sestávající z 35,01 až

93,90 % hmotn. elektrárenského popílku, 0 až 40 % hmotn. mletého slínku portlandského cementu či vysokopecní granulované strusky a 5 až 15 % hmotn. alkalického aktivátoru. Z užitného vzoru CZ 12660 je dále známá upravená stavební směs pro účely stabilizační, zásypové či obsypové, obsahující plnicí složku, vazební složku a přísady, přičemž jako vazební složka se používá cement a/nebo vápno a jako přísada například popílky ze spalování uhlí. Ze zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV 1991-2415 je rovněž známá stavební směs pro výrobu tvarovek a prefabrikátů, obsahující alespoň 85 % hmotn. základní složky, tvořené například elektrárenskými popílky, a dále až 15 % hmotn. hašeného nebo nehašeného vápna jako pojivá. Z patentového spisu CZ 165088 je dále známá tuhnoucí směs s jemnými popílky, zejména pro důlní základky, skládající se ze 120 až 160 hmotnostních podílů kameniva, 5 až 50 hmotnostních podílů popílku, 0,5 až 10 hmotnostních podílů nehašeného vápna, 0,2 až 5 hmotnostních podílů NaCl a 10 až 50 hmotnostních podílů vody na 1 m³ směsi.

Rovněž je běžně známo používat elektrárenské popílky jako aditiva do vyráběných cementů resp. pojiv. Například ze zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV 2008-662 je známo pojivo, zejména cement, obsahující až 99 % hmotn. cementářského slínku, 0,5 až 99 % hmotn. fluidních popílků, až 99 % hmotn. křemičitých popílků a/nebo vápenatých popílků a/nebo ostatních složek včetně například strusky, křemeliny, tuťý a podobně.

Nevýhodou všech těchto jakož i ostatních dosud známých směsí je skutečnost, Že žádnou z nich nelze použít v mokrém nebo vlhkém prostředí, neboť například při zhotovování podkladových vrstev pozemních komunikací z těchto směsí dochází vlivem vlhkosti k jejich bobtnání a samorozpadům, což má za následek propadání komunikací a další negativní vlivy na jejich povrch.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny stavební směsí na bázi popílků, zejména popílků elektrárenských, podle technického řešení, jehož pod35 stata spočívá v tom, že obsahuje jako základní složku 50,0 až 99,0 % hmotn. křemičitých popílků s obsahem alespoň min. 25,0 % hmotn. aktivního oxidu křemičitého SiO₂ a min. 10,0 % hmotn. aktivního oxidu hlinitého A1₂O₃, přičemž dále obsahuje jako vazební složku 1,0 až 50,0% hmotn. jemně mletého portlandského slínku o měrném povrchu 200 až 500 m²/kg a s obsahem alespoň 20,0 až 70,0 % hmotn. trikalciumsilikátu, označovaného v odborné literatuře jako C₃S,

4,0 až 50,0 % hmotn. dikalciumsilikátu C₂S, 5,0 až 20,0 % hmotn. tetrakalciumaluminátferitu

C4AF a 3,0 až 15,0 % hmotn. trikalciumaluminátu C₃A.

Co se týče křemičitých popílků, použitých do stavební směsi podle technického řešení, jedná se v převážné míře o popílky, obsahující dále méně než 5 % hmotn. aktivního oxidu vápenatého CaO, které jsou blíže označované též jako popílky křemičito-hlinité. Nicméně se podle místních pod45 mínek a potřeby může jednat rovněž o popílky, obsahující i více než 5 % hmotn. aktivního oxidu vápenatého CaO, které jsou blíže označované též jako popílky křemičito-vápenaté. Samozřejmě

-1CZ 21613 Ul lze do stavební směsi podle vynálezu použít i směs těchto obou druhů křemičitých popílků, a to v nejrůznějších jejich vzájemných hmotnostních poměrech.

Tato stavební směs podle technického řešení na rozdíl od dosud existujících směsí neobsahuje v žádné ze svých složek síran vápenatý CaSO₄, který je ve svých různých formách přítomen napří5 klad v cementu, zatím široce používaném v dosud existujících směsích, nebo i v různých druzích popílků, zvláště pak fluidních, ze kterých jsou tyto směsi vyrobeny. Složení stavební směsi dle technického řešení vychází přitom ze zjištění, že právě tento síran vápenatý CaSO₄ resp. sádrovec způsobuje při působení vlhkosti výše uvedené nevýhody stávajících směsí. Proto byl cement v této směsi zcela nahrazen slínkem o daném základním složení a byly přesně definovány druhy použitelných popílků. Tuto směs podle technického řešení pak lze bez problémů použít na zhotovování podkladových vrstev komunikací, stavbu protipovodňových hrází a podobně.

Stavební směs podle technického řešení může případně dále obsahovat 0,1 až 100 % hmotn. vody, vztaženo k celkové hmotnosti stavební směsi. Zatímco při zhotovování podkladových vrstev komunikací se stavební směs dopravuje na místo obvykle v suchém stavu a při jejím zhutňo15 vání se do určité míry může využívat i zemní vlhkost, přítomnost vody ve stavební směsi ve větším měřítku je důležitá zejména při zhotovování litých stavebních prvků.

Na účelu použití této stavební směsi samozřejmě záleží i vzájemný hmotnostní poměr její základní a vazební složky. Při zhotovování podkladových vrstev komunikací se množství portlandského slínku ve stavební směsi pohybuje obvykle v množství 10 až 20 % hmotn., při výrobě li20 tých stavebních prvků pak množství portlandského slínku dosahuje až homí hranice 50% hmotn., přičemž v závislosti na dalším zpracování směsi lze u těchto výrobků dosáhnout až vlastností keramiky.

Stavební směs podle technického řešení je přitom ekologicky i ekonomicky výhodná, protože se ve velkém množství zpracovává popílek, který se v současné době z převážné části vyváží na skládku. Zároveň je tato stavební směs ekologicky nezávadná, tepelně izolační, mrazuvzdomá, vodotěsná, otěruvzdomá a chemicky odolná. Výhodou této směsi je i možnost její výroby na běžných mísících zařízeních.

Příklady provedení technického řešení

Přikladl

Stavební směs dle prvního příkladného provedení, určená pro podkladovou vrstvu cyklostezky, obsahuje 20 % hmotn. portlandského slínku, dosahujícím po jeho rozemletí měrného povrchu 450 m²/kg, a 80 % hmotn. křemičitého elektrárenského popílku, získaného elektrostatickým nebo mechanickým odlučováním prachových částic z kouřových plynů z topenišť.

Použitý křemičitý popílek obsahuje 50,30 % hmotn. aktivního oxidu křemičitého SiO₂, 31,50 % hmotn. aktivního oxidu hlinitého A1₂O₃ a 2,33 % hmotn. aktivního oxidu vápenatého CaO. Do 100,00 % hmotn. pak obsahuje další oxidy a to zejména 6,96 % hmotn. oxidu železitého Fe₂O₃, 4,06 % hmotn. oxidu titaničitého TiO₂, 1,02 % hmotn. oxidu draselného K₂O, 1,16 % hmotn. oxidu hořečnatého MgO, jakož i další oxidy, jejichž obsah se již pohybuje pod hranicí 1,00 % hmotn., jako je oxid sírový SO₂, oxid sodný Na₂O apod..

Portlandský slínek, použitý v tomto konkrétním příkladu provedení, obsahuje 60,86 % hmotn. trikalciumsilikátu C₃S, 10,87% hmotn. dikalciumsilikátu C₂S, 7,41% hmotn. tetrakalciumaluminátferitu C₄AF a 11,80% hmotn. trikalciumaluminátu C₃A, zbytek další doprovodné složky.

Při statické zatěžovací zkoušce podloží a podkladových vrstev cyklostezky, provedené dle plat45 ných norem (ČSN 73 6190), kdy podloží bylo tvořeno jemnozmnými písčitými hlínami a podkladové vrstvy byly zhotoveny z této stavební směsi, bylo v ose cyklostezky při různých mocnostech její podkladové vrstvy dosaženo následujících graficky a tabelárně zpracovaných vý-2CZ 21613 Ul sledků, a to ad 1) při mocnosti podkladové vrstvy 15 cm a ad 2) při mocnosti podkladové vrstvy cm.

Provedené zkoušky i dosavadní zkušenosti s používáním cyklostezky potvrzují výhody stavební směsi podle technického řešení, použité na její podkladovou vrstvu.

ad 1)

	1.cyklus	2.cykhis
	p/MPa	s/mm	p/MP«	s/mm
	0.000	0.00	0,000	132
i	0,076	0,53	0,084	2,15
2	0.162	0.92	0.165	2.73
3	0.241	1.59	0.242	3.12
4	0,320	2.48	0,316	3.66
5	0.400	2,99	0,400	3.93
6 7	0,470 0.503	4.25 4.34	0.484	4.58
l -»	0266 0.121 Q.WQ	3.86 3.41	0,000	0.00

Sul modul def: EOI- 26.5 MPa

SUL modul def.: E02- 37.0 MPa

Poměr: E02/E01- 1.40 ad 2)

	1 cyklus	2.cvkl	US	0,1	300 0.	00 Οη	200,..9,	300 0?	100 MPa
	p/MPa	s/mm	p/MPa	s/mm	mm
	0.000	0.00	0.000	0.45	0,50
1	0.083	0.19	0.081	0.62
2	0.156	0.31	0.159	0.79	1.00
3	0.241	0.39	0.244	0.91					\ - —
4	0.320	0.59	0.320	1.07
5	0.405	0.76	0.402	1,17
6	0.478	1.25	0.478	1.35	1.50	-----	---- .	—	—
7	0.502	1.29
1	0.270	1.10	0.000	0.00	2,00
-i	0.123	0.94
	J22M

Sul modul def:	E01”	109.4 MPa
Sul modul def:	E02-	124,0 MPa
Poměr:	E02/E01-	1.13

-3CZ 21613 Ul

Příklad 2

Stavební směs dle druhého příkladného provedení, určená pro výrobu tvarovek, obsahuje 35 % hmotn. stejného portlandského slínku jako v příkladu 1 o měrném povrchu 450 m²/kg, 65 % hmotn. rovněž stejného křemičitého popílku a dále pak 50 % hmotn. vody, vztaženo k celkové hmotnosti směsi.

Pro ověření pevnosti těchto tvarovek dle platných norem se v tomto hmotnostním množství smísí jednotlivé složky navzájem, přičemž vzniklá směs se uloží v sadě tří zkušebních krychlí o hraně 150 mm do normového, klimatizovaného prostředí po dobu 28 dnů. Po této době vykazují zkušební krychle průměrnou pevnost v tlaku 27 MPa, což dokladuje vysokou kvalitu této směsi pro z io ní vyráběné tvarovky.

Průmyslová využitelnost

Stavební směs podle technického řešení lze Široce využívat při stavbě komunikací, při asanaci a rekultivaci skládek a odkališť, na stavbu protipovodňových hrází, na výrobu tvárnic, cihel, dlažby, obkladů i lehkého kameniva, jako výplňový materiál do dutých stěn, izolačních jader, pro zateplení stropů, podlah, pro výrobu lehkých či výplňových betonů, hutněných zásypů a podobně.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims

1. Stavební směs na bázi popílků, zejména popílků elektrárenských, vyznačující se tím, že obsahuje jako základní složku 50,0 až 99,0 % hmotn. křemičitých popílků s obsahem

20 alespoň min. 25,0 % hmotn. aktivního oxidu křemičitého SÍO2 a min. 10,0 % hmotn. aktivního oxidu hlinitého AI2O3, pričemž dále obsahuje jako vazební složku 1,0 až 50,0 % hmotn. jemně mletého portlandského slínku o měrném povrchu 200 až 500 m²/kg a s obsahem 20,0 až 70,0 % hmotn. trikalciumsilikátu označovaného jako C₃S, 4,0 až 50,0 % hmotn. dikalciumsilikátu C₂S, 5,0 až 20,0 % hmotn. tetrakalciumaluminátferitu C4AF, a 3,0 až 15,0 % hmotn. trikalciumalumi25 nátu C₃A.

2. Stavební směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,1 až 100 % hmotn. vody, vztaženo na celkovou hmotnost stavební směsi.