CZ29910U1 - Silniční pojivo - Google Patents
Silniční pojivo Download PDFInfo
- Publication number
- CZ29910U1 CZ29910U1 CZ2016-32672U CZ201632672U CZ29910U1 CZ 29910 U1 CZ29910 U1 CZ 29910U1 CZ 201632672 U CZ201632672 U CZ 201632672U CZ 29910 U1 CZ29910 U1 CZ 29910U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- road binder
- road
- fraction
- binder
- concrete
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 86
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 57
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 49
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 25
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 6
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 28
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000010787 construction and demolition waste Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká silničního pojivá s pomalými nárůsty počátečních pevností a bez nutnosti využívat jakékoli další chemické přísady, které by ovlivňovaly zpracovatelnost či dobu tuhnutí pojivá, namísto toho je založeno na využití recyklovaného betonu a cementu s případnou příměsí vápencových odprašků.
Dosavadní stav techniky
Silniční hydraulická pojivá se v současnosti uplatňují v podobě standardních Portlandských nebo směsných cementů různých tříd pevnosti. Tato pojivá se vyrábějí standardními postupy vypalování slínkových surovin a jejich následným mletím. Obdobně se zejména z důvodu snižování vodní citlivosti a zvyšování odolnosti stmelených směsí proti účinkům mrazu uplatňuje vápno nebo vápenný hydrát. V obdobné míře jsou dostupná a známá užití granulačních elektrárenských popílků a to v podobě jemnozmných plniv nebo pojivá, pokud je popílek uplatněn v podobě stabilizátu. Aplikace íluidních popílků je s ohledem k zvýšenému riziku přítomnosti etringittu aplikován v dopravním stavitelství méně. Jistou alternativu představuje desintegrovaný a mechanicko-chemicky aktivovaný popílek, popsaný v patentu CZ 296 655 B6, u kterého byly prokázány rychlejší nárůsty počátečních pevností a oproti neupraveným popílkům dochází jen k velmi malým poklesům po účincích vody nebo vody a mrazu.
Samostatnou skupinu tvoří hydraulická silniční pojivá označovaná běžně HRB a upravená technickou normou EN 13282. Tato pojivá jsou založena na míšení cementu nebo cementových odprašků s dostatečnou úrovní pucolanity s dalšími chemickými aditivy, která se zpravidla uplatňují buď pro zvýšení aktivity pojivá nebo pro zvyšování odolnosti proti účinkům vody, mrazu nebo síranům.
Hydraulická pojivá v podobě cementu, vápna nebo upravených úletových popílků či silničních pojiv na bázi směsí cementu, cementových odprašků a popílku jsou standardně využívána pro různé typy stmelených materiálů, přičemž zde nejsou využívány vedlejší produkty ěi odpady dalších průmyslových aktivit, jako je zpracování vápencového kameniva a především využití některých materiálových složek stavebního a demoličního betonového odpadu. Uvedené typy dnes běžně používaných hydraulických pojiv se v závislosti na typu stavební směsi a jejím užití běžně dávkují v množství 3 % hmotn. až 12 % hmotn., přičemž zejména v případě cementu je množství přesahující 7 % hmotn. hydraulicky stmelené směsi spojeno s riziky pozdějšího vzniku mikrotrhlin. Současně se jako náročnější jeví možnosti v případě cementu zpomalit dobu tuhnutí a naopak u popílků či vápna docílit dostačujících pevnostních charakteristik v čase a při různých účincích, které konstrukci ovlivňují.
Nevýhodou uvedených typů hydraulických pojiv uplatňovaných v dopravním stavitelství je omezené využití odpadních zrnitých stavebních materiálů. V zásadě se využívají především vedlejší produkty - cementové odprašky z výroby cementu, kde ale limitující z hlediska uplatnitelného množství obvykle bývá obsah alkálií, nebo vedlejší energetické produkty. V důsledku této skutečnosti nelze dosáhnout výraznějšího environmentálního efektu. Navíc materiály založené na cementu jsou energeticky značně náročné a současně s tím se vyznačují vyšší uhlíkovou stopou a to v důsledku teplot nezbytných pro provedení výpalu slínkových surovin. Ekonomicky uvedené typy hydraulických pojiv prodražují obvykle používané chemické přísady. Navíc v případě hydraulických silničních pojiv je nutné počítat se skutečností, že pro dosažení srovnatelné pevnosti je potřebné v porovnání s cementem u hydraulicky stmelených směsí uplatňovaných v dopravním stavitelství aplikovat vyšší dávkování tohoto typu pojiv.
Problematika hromadění odpadu vznikajícího při demolici stavebních objektů a těžbou a zpracováním kamene resp. mramoru, vápence a žuly je celosvětovým ekologickým problémem. Při rozdělení produkce odpadního materiál dle jednotlivých ekonomických odvětví je právě stavebnictví, zahrnující demoliční práce, odvětvím s největší produkcí odpadu. V EU bylo za rok 2012 vyprodukováno 2,5 miliardy tun odpadu a z toho 23 milionů tun pocházelo z ČR. Celkem 33 %
-1 CZ 29910 Ul z celkového množství odpadu z EU za rok 2012 tvořil stavební a demoliční odpad, v ČR to bylo téměř 37 %. Vývoj a formulování nových metod a postupů pro efektivní a šetrné opětovné využití stavebního a demoličního odpadu s vytvářením vyšší technické přidané hodnoty pomáhá účinně chránit životní prostředí a šetřit neobnovitelné přírodní zdroje.
Beton je nejpoužívanějším stavebním materiálem na světě, tvoří zároveň největší část demoličního a stavebního odpadu, přičemž se vyznačuje rozmanitostí použitých vstupních surovin a cementů, který se vyznačuje zbytkovou pucolanitou. Zdrojem starého betonu jsou dosluhující silniční, letištní, železniční a pozemní stavby. Kompletní recyklace starého betonu je z ekologického hlediska stěžejní, přičemž identifikace možností vyšší přidané hodnoty takového recyklátu ío např. jeho mechanicko-chemickou aktivací umožňuje redukovat využívání neobnovitelných přírodních zdrojů či částečně snížit energeticky náročnou produkci cementu. Právě aplikace betonového recyklátu v nových stavebních hmotách a pojivech umožňuje takovou úsporu surovin a přírodních materiálů, a protože se jedná o odpadní materiál, lze dosáhnout i úspory ekonomické. Kompletní recyklace betonu, je stále problematická, konkrétně kvůli vhodnému zpracování složek velmi jemných frakcí (< 1 mm), které nelze uplatnit jako substituci běžného kameniva. Hrubší frakce lze zpracovat ve formě recyklovaného kameniva do nového betonu nebo do jiného typu stavební směsi, ale v případě velmi jemné frakce doposud neexistují ideální řešení pro její zpracování, ačkoli potenciál reaktivace pucolanity materiálu je právě v tomto případě největší. Existují technické a technologické aplikace použití recyklované a dále neupravené betonové moučky jako surovinové směsi pro výrobu cementu nebo vysokoteplotní úpravy moučky za účelem získání pojivových vlastností. Zmíněná řešení se však vyznačují vysokými nároky na spotřebu energie a vysokou produkcí CO2. Současně neumožňují zvýšení reaktivity takové stavební hmoty a nebyla zaznamenána řešení, kde by docházelo k aktivaci vhodnými postupy desintegrace. Proto se z environmentálního hlediska nejedná o ekonomické aenvi25 ronmentálně šetrné použití.
Podstata technického řešení
Silniční pojivo podle technického řešení obsahuje 0,15 až 0,30 % hmotn. MgO, 10,20 až 20,40 % hmotn. 3CaOSiO2,0,45 až 0,90 % hmotn. 2CaOSiO2,2,10 až 4,20 % hmotn. 3CaOAl2O3,2,10 až 4,20 % hmotn. 4CaO-Al2O3-Fe2O3 a 70 až 85 % hmotn. mikromletého mechanicky aktivova30 ného recyklovaného betonu s velikosti zrna do 0,1 mm.
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton má s výhodou minimální měrný povrch 370 m2/kg, minimální celkový specifický povrch částic 2,5 m2/cm3 a velikostí středního zrna nepřesahující 9,5 pm.
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton má výhodně následující zastoupení frakcí: 1 až 4 % hmotn. frakce < 0,5 pm, 4 až 9 % hmotn. frakce 0,5 až 1,0 pm, 10 až 35 % hmotn. frakce 1,0 až 5,0 pm, 20 až 39 % hmotn. frakce 5,0 až 10,0 pm, 8 až 26 % hmotn. frakce 10,0 až 20,0 pm a 5 až 12 % hmotn. frakce 20 až 100 pm.
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton výhodně obsahuje 23 až 44 % SiO2j 35 až 52 % CaO, 3 až 8 % MgO, 5 až 10 % A12O3 a maximálně 3 % Ca(OH)2.
Silniční pojivo výhodně dále obsahuje plnivo, tvořené vysokorychlostně mikromletou odpadní vápencovou moučkou, v množství až 20 % hmotn. vzniklé směsi.
Technické řešení využívá alespoň 70 % drobných a jemných frakcí betonového recyklátu, který se nejprve aktivuje a desitegruje vysokorychlostním mletím a následně se mísí se silikátovými složkami cementu pro vytvoření výsledného silničního pojivá, které je využitelné zejména v do45 právním stavitelství.
-2CZ 29910 Ul
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Nejprve bylo připraveno silniční pojivo podle technického řešení. Vstupním materiálem byl betonový recyklát tvořený odpadem z různých konstrukcí dopravního a pozemního stavitelství s velikostí částic do 2 mm a ten byl dále upraven vysokorychlostním mletím, například přístrojem podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byl recyklovaný beton mechanicky a mechanicko-chemicky dezintegrován a aktivován s vytvořením nových povrchů a částečně obnovenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic. Rychlost rotorů vysokorychlostního mlýnu byla minimálně na úrovni 1500 otáček/min a nepřesáhla 20000 otáček/min. Objem vzduchu přidávaný ventilátory vysokorychlostního mlýnu, který je vháněn do prostoru mezi rotorem a statorem, byl minimálně 900 m3/hod, optimálně dosahoval 1500 m3/hod.
Byl získán mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton o měrném povrchu 405 m2/kg o zrnitosti do 0,100 mm s následujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zrna [pm | <0,5 | 0,5 až 1 | 1 až5 | 5 až 10 | 10 až 20 | 20 až 100 | |
| Množství [% hmo | tn.l | 2,5 | 9 | 25 | 36,1 | 20 | 7,4 |
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton se následně smísil s dalšími složkami. Získané silniční pojivo mělo následující složení:
| MgO | 3CaO*SiO2 | 2CaO*SiO2 | 3CaO*Al2O3 | 4CaO*Al2O3· Fe2O3 | Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton | |
| [% hmotn.] | 0,15 | 10,20 | 0,45 | 2,10 | 2,10 | 85 |
Všechny složky v suchém stavu byly řádně homogenizované běžnými šaržovými míchačkami, případně vysokorychlostním mlýnem s otáčkami nepřesahujícími 2000 otáček/min. Homogenizace se prováděla minimálně po dobu 60 sekund při použití šaržové míchačky suchých směsí nebo po dobu alespoň 5 sekund při použití vysokorychlostního mlýnu. Takto připravené silniční pojivo se následně smíchalo se zrnitým materiálem při současném přidání záměsové vody.
Silniční pojivo bylo použité v hydraulicky stmelené směsi zrnitého materiálu frakce do 32 mm s množstvím pojivá 8 % hmotn. Hydraulicky stmelená směs měla následující složení:
| Silniční pojivo | Plnivo | Množství záměsové vody | |
| Štěrkodrť do 32 mm | |||
| [% hmotn.] | 8,00 | 86,20 | 5,80 |
Směs zrnitého materiálu stmeleného silničního pojivém byla uložena do forem a zhutněna Proctorovým pěchem v souladu s podmínkami platnými pro hutnění hydraulicky stmelených směsí v dopravním stavitelství dle ČSN EN 13286-50. Vzorky následně tvrdly po dobu 28 dní v laboratorních podmínkách při teplotě 20 ± 2 °C a relativní vlhkosti 50 až 75 %.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měla směs zrnitého materiálu frakce 0-32 mm s obsahem silničního pojivá 8 % hmotn. následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 2430 kg/m3 dle ČSN EN 12697-6 pevnost v tlaku: 5,2 MPa dle ČSN EN 13286-41 odolnost proti mrazu: -10 cyklů: 83 % dle ČSN EN 13286-41 stanovení poměru únosnosti: 62 % dle ČSN EN 13 286-47
-3CZ 29910 Ul
Silniční pojivo v této stmelené směsi dosahuje stejných parametrů jako obdobná směs s minimálně 6 % hmotn. cementu. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 2
Nejprve bylo připraveno silniční pojivo podle technického řešení. Vstupním materiálem byl betonový recyklát tvořený odpadem z různých konstrukcí dopravního a pozemního stavitelství s velikostí částic do 2 mm a ten byl dále upraven vysokorychlostním mletím, např. přístrojem podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byl recyklovaný beton mechanicky a mechanicko-chemicky dezintegrován a aktivován s vytvořením nových povrchů a částečně obnoveío nou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic. Rychlost rotorů vysokorychlostního mlýnu byla minimálně na úrovni 1500 otáček/min a nepřesáhla 20000 otáček/min. Objem vzduchu přidávaný ventilátory vysokorychlostního mlýnu, který je vháněn do prostoru mezi rotorem a statorem, byl minimálně 900 m3/hod, optimálně dosahoval 1500 m3/hod.
Byl získán mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton o měrném povrchu 405 m2/kg o zrnitosti do 0,100 mm s následujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zma [pm | <0,5 | 0,5 až 1 | 1 až 5 | 5 až 10 | 10 až 20 | 20 až 100 | |
| Množství [% hmo | tn.l | 2,5 | 9 | 25 | 36,1 | 20 | 7,4 |
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton se následně mísil ve zvoleném poměru se silikátovými složkami cementu. Získané silniční pojivo je specifikováno následujícím složením:
| MgO | 3CaO*SiO2 | 2CaO*SiO2 | 3CaO*AI2O3 | 4θ8θ·Αΐ2θ3· Fe2O3 | Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton | |
| [% hmotn.] | 0,30 | 20,40 | 0,90 | 4,20 | 4,20 | 70 |
Všechny složky byly v suchém stavu řádně homogenizované v běžných šaržových míchačkách, případně i vysokorychlostním mlýnu s otáčkami nepřesahujícími 2000 otáček/min. Homogenizace probíhala minimálně po dobu 60 sekund při použití šaržové míchačky suchých směsí nebo po dobu alespoň 5 sekund při použití vysokorychlostního mlýnu. Takto připravené silniční pojivo se následně smíchalo se zrnitým materiálem při současném přidání záměsové vody.
Silniční pojivo bylo použité v hydraulicky stmelené směsi zrnitého materiálu frakce do 32 mm s množstvím pojivá 6 % hmotn. Hydraulicky stmelená směs měla následující složení:
| Silniční pojivo | Plnivo | Množství záměsové vody | |
| Štérkodrť 0-32 mm | |||
| [% hmotn.] | 6,00 | 88,50 | 5,50 |
Směs zrnitého materiálu stmeleného silničního pojivém byla uložena do forem a zhutněna Proctorovým pěchem v souladu s podmínkami platnými pro hutnění hydraulicky stmelených směsí v dopravním stavitelství dle ČSN EN 13286-50. Vzorky následně tvrdnuly po dobu 28 dní v laboratorních podmínkách při teplotě 20 ± 2 °C a relativní vlhkosti 50 až 75 %.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měla směs zrnitého materiálu frakce do 32 mm s obsahem silničního pojivá 6 % hmotn. následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 2450 kg/m3 dle ČSN EN 12697-6 pevnost v tlaku: 7,3 MPa podle ČSN EN 13286-41 odolnost proti mrazu za 10 cyklů: 91 % podle ČSN EN 13286-41 stanovení poměru únosnosti: 69 % podle ČSN EN 13 286-47
-4CZ 29910 UI
Využitím silničního pojivá na bázi mikromletého mechanicky aktivovaného betonového recyklátu se u uvedeného typu stmelené směsi dosahuje stejných parametrů, které jsou jinak dosahovány s využitím minimálně 5 % hmotn. cementu. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 3
Nejprve bylo připraveno silniční pojivo podle technického řešení. Vstupním materiálem byl betonový recyklát tvořený odpadem z různých konstrukcí dopravního a pozemního stavitelství s velikostí částic do 2 mm a ten byl dále upraven vysokorychlostním mletím, např. přístrojem podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byl recyklovaný beton mechanicky a mechanicko-chemicky dezintegrován a aktivován s vytvořením nových povrchů a částečně obnovenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic. Rychlost rotorů vysokorychlostního mlýnu byla minimálně na úrovni 1500 otáček/min a nepřesáhla 20000 otáček/min. Objem vzduchu přidávaný ventilátory vysokorychlostního mlýnu, který je vháněn do prostoru mezi rotorem a statorem, byl minimálně 900 m3/hod, optimálně dosahoval 1500 m3/hod.
Byl získán mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton o měrném povrchu 420 m2/kg o zrnitosti do 0,100 mm s následujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zma [μιη] | <0,5 | 0,5 až 1 | 1 až 5 | 5 až 10 | 10 až 20 | 20 až 100 |
| Množství [% hmotn.] | 1,8 | 7,5 | 27 | 32,9 | 22,8 | 8 |
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton se následně mísil ve zvoleném poměru se silikátovými složkami cementu. Získané silniční pojivo je specifikováno následujícím složením:
| MgO | 3CaO*SiO2 | 2CaO*SiO2 | 3CaO*Al2O3 | 4CaO‘AI2O3’Fe2O3 | Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton | |
| [% hmotn.] | 0,15 | 10,20 | 0,45 | 2,10 | 2,10 | 85 |
Všechny složky byly v suchém stavu řádně homogenizované v běžných šaržových míchačkách nebo ve vysokorychlostním mlýnu s otáčkami nepřesahujícími 2000 otáček/min. Homogenizace se prováděla po dobu alespoň 60 sekund při použití šaržové míchačky nebo po dobu alespoň 5 sekund při použití vysokorychlostního mlýnu. Takto připravené silniční pojivo se následně smíchalo se zrnitým materiálem při současném přidání záměsové vody.
Silniční pojivo bylo použité v hydraulicky stmelené směsi zrnitého materiálu frakce do 22 mm typu asfaltový R-materiál s množstvím pojivá 3 % hmotn. podle následující tabulky:
| Silniční pojivo dle předešlé specifikace | Plnivo | Množství záměsové vody | |
| Asfaltový R-materiál 0-22 mm | |||
| [% hmotn.] | 3,00 | 92,80 | 4,20 |
Směs zrnitého materiálu stmeleného silničního pojivém byla uložena do válcových forem a zhutněna statickým tlakem v souladu s postupem uvedeným v technických podmínkách TP 208. Vzorky následně tvrdnuly po dobu 14 dní v laboratorních podmínkách při teplotě 20 ± 2 °C a relativní vlhkosti 50 až 75 %.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 14 dnech měla recyklovaná směs asfaltového zrnitého materiálu frakce 0-22 mm stabilizovaná silničním pojivém s obsahem 3 % hmotn. následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 2070 kg/m3 dle ČSN EN 12697-6 pevnost v příčném tahu při 15 °C: 0,37 MPa dle TP 208
-5CZ 29910 Ul modul tuhosti metodou ΓΓ-CY při 15 °C: 3450 MPa dle ČSN EN 12697-26 odolnost proti účinkům vody: 89 % dle TP 208 lomová houževnatost: 3,4 N/mm3/í dle ČSN EN 12697-44
Využitím silničního pojivá podle technického řešení se u uvedeného typu stmelené recyklované směsi dosahuje stejných parametrů, které jsou jinak dosahovány s využitím shodného množství cementu. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 4
Nejprve bylo připraveno silniční pojivo podle technického řešení. Vstupním materiálem byl betonový recyklát tvořený odpadem z různých konstrukcí dopravního a pozemního stavitelství s velikostí částic do 2 mm a ten byl dále upraven vysokorychlostním mletím, např. přístrojem podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byl recyklovaný beton mechanicky a mechanicko-chemicky dezintegrován a aktivován s vytvořením nových povrchů a částečně obnovenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic. Rychlost rotorů vysokorychlostního mlýnu byla minimálně na úrovni 1500 otáček/min a nepřesáhla 20000 otáček/min. Objem vzduchu přidávaný ventilátory vysokorychlostního mlýnu, který je vháněn do prostoru mezi rotorem a statorem, byl minimálně 900 m3/hod, optimálně dosahoval 1500 m3/hod.
Byl získán mikromletý mechanicky nebo mechanicko-chemicky aktivovaný recyklovaný beton o měrném povrchu 420 m2/kg o zrnitosti do 0,100 mm s následujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zma [ym | <0,5 | 0,5 až 1 | 1 až5 | 5 až 10 | 10 až 20 | 20 až 100 | |
| Množství [% hmo | tn.l | 1,8 | 7,5 | 27 | 32,9 | 22,8 | 8 |
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton se následně mísil ve zvoleném poměru se silikátovými složkami cementu. Získané silniční pojivo mělo následující složení:
| MgO | 3CaO*SiO 2 | 2CaO«SiO 2 | 3CaO«AI2 03 | 4CaO*AI2 O3’Fe2O3 | Mikromletý aktivovaná recyklovaný beton | |
| [% hmotn.] | 0,30 | 20,40 | 0,90 | 4,20 | 4,20 | 70 |
Všechny složky byly v suchém stavu řádně homogenizované v běžných šaržových míchačkách, případně i vysokorychlostním mlýnu s otáčkami nepřesahujícími 2000 otáček/min. Homogenizace probíhala minimálně po dobu 60 sekund při použití šaržové míchačky suchých směsí nebo po dobu alespoň 5 sekund při použití vysokorychlostního mlýnu. Takto připravené silniční pojivo se následně smíchalo se zrnitým materiálem při současném přidání záměsové vody.
Silniční pojivo bylo použité v hydraulicky stmelené směsi zrnitého materiálu frakce 0-22 mm typu asfaltový R-materiál s množstvím pojivá 4 % hmotn., přičemž silniční pojivo je specifikováno následujícími parametry:
| Silniční pojivo dle předešlé specifikace | Plnivo | Množství záměsové vody | |
| Asfaltový R-materiál 0-22 mm | |||
| [% hmotn.] | 4,00 | 91,40 | 4,60 |
Směs zrnitého materiálu stmeleného silničního pojivém byla uložena do válcových forem a zhutněna statickým tlakem v souladu s postupem uvedeným v technických podmínkách TP 208. Vzorky následně tvrdnuly po dobu 14 dní v laboratorních podmínkách při teplotě 20 ± 2°C a relativní vlhkosti 50 až 75 %.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 14 dnech měla recyklovaná směs asfaltového zrnitého materiálu frakce do 22 mm stabilizovaná silničním pojivém s obsahem 3 % hmotn. následující technické charakteristiky:
-6CZ 29910 Ul objemová hmotnost: 2045 kg/m3 dle ČSN EN 12697-6 pevnost v příčném tahu; 15 °C: 0,68 MPa dle TP 208 modul tuhosti metodou ΓΓ-CY při 15 °C: 3990 MPa dle ČSN EN 12697-26 odolnost proti účinkům vody: 98 % dle TP 208 lomová houževnatost: 6,9 N/mm3/2 dle ČSN EN 12697-44
Využitím silničního pojivá podle technického řešení se u uvedeného typu stmelené recyklované směsi dosahuje stejných parametrů, které jsou jinak dosahovány s využitím 3,5 až 4 % hmotn. cementu. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 5
Nejprve bylo připraveno silniční pojivo podle technického řešení. Vstupním materiálem byl betonový recyklát tvořený odpadem z různých konstrukcí dopravního a pozemního stavitelství s velikostí částic do 2 mm a ten byl dále upraven vysokorychlostním mletím, např. přístrojem podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byl recyklovaný beton mechanicky a mechanicko-chemicky dezintegrován a aktivován s vytvořením nových povrchů a částečně obnovenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic. Rychlost rotorů vysokorychlostního mlýnu byla minimálně na úrovni 1500 otáček/min a nepřesáhla 20000 otáček/min. Objem vzduchu přidávaný ventilátory vysokorychlostního mlýnu, který je vháněn do prostoru mezi rotorem a statorem, byl minimálně 900 m3/hod, optimálně dosahoval 1500 m3/hod.
Byl získán mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton o měrném povrchu 398 m2/kg o zrnitosti do 0,100 mm s následujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zma [pm] | <0,5 | 0,5 až 1 | 1 až 5 | 5 až 10 | 10 až 20 | 20 až 100 |
| Množství [% hmotn.] | 1,4 | 8,1 | 29 | 33,6 | 18,9 | 9 |
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton se následně mísil ve zvoleném poměru se silikátovými složkami cementu. Získané silniční pojivo je specifikováno následujícím složením:
| MgO | 3CaO«SiO2 | 2CaO*SiO2 | 3CaO*Al2O3 | 4CaO‘Al2O3· Fe2O3 | Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton | |
| [% hmotn.] | 0,20 | 13,60 | 0,60 | 2,80 | 2,80 | 80 |
Všechny složky byly v suchém stavu řádně homogenizované v běžných šaržových míchačkách, případně i vysokorychlostním mlýnu s otáčkami nepřesahujícími 2000 otáček/min. Homogenizace probíhala po dobu minimálně 60 sekund při použití šaržové míchačky suchých směsí nebo po dobu alespoň 5 sekund při použití vysokorychlostního mlýnu. Takto připravené silniční pojivo se následně smíchalo se zrnitým materiálem při současném přidám záměsové vody.
Silniční pojivo bylo použité v hydraulicky stmelené směsi zrnitého materiálu frakce do 22 mm typu asfaltový R-materiál s množstvím pojivá 3,5 % hmotn., přičemž silniční pojivo je specifikováno následujícími parametry:
| Silniční pojivo dle předešlé specifikace | Plnivo | Množství záměsové vody | |
| Asfaltový R-materiál 0-22 mm | |||
| [% hmotn.] | 3,50 | 92,20 | 4,30 |
Směs zrnitého materiálu stmeleného silničního pojivém byla uložena do válcových forem a zhutněna statickým tlakem v souladu s postupem uvedeným v technických podmínkách TP 208. Vzorky následně tvrdnuly po dobu 14 dní v laboratorních podmínkách při teplotě 20 ± 2 °C a relativní vlhkosti 50 až 75 %.
-7CZ 29910 Ul
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 14 dnech měla recyklovaná směs asfaltového zrnitého materiálu frakce do 22 mm stabilizovaná silničním pojivém s obsahem 3,5 % hmotn. následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 2092 kg/m3 dle ČSN EN 12697-6 pevnost v příčném tahu při 15 °C: 0,47 MPa dle TP 208 modul tuhosti metodou ΓΓ-CY při 15 °C: 3740 MPa dle ČSN EN 12697-26 odolnost proti účinkům vody: 94 % dle TP 208 lomová houževnatost: 5,2 N/mm3/2 dle ČSN EN 12697-44
Využitím silničního pojivá podle technického řešení se u uvedeného typu stmelené recyklované ío směsi dosahuje stejných parametrů, které jsou jinak dosahovány s využitím 3,5 % hmotn. cementu. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 6
Nejprve bylo připraveno silniční pojivo podle technického řešení. Vstupním materiálem byl δει 5 tonový recyklát tvořený odpadem z různých konstrukcí dopravního a pozemního stavitelství s velikostí částic do 2 mm a ten byl dále upraven vysokorychlostním mletím, např. přístrojem podle PUV 204 29552. Vysokorychlostním mletím byl recyklovaný beton mechanicky a mechanicko-chemicky dezintegrován a aktivován s vytvořením nových povrchů a částečně obnovenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic. Rychlost rotorů vysokorychlostního mlýnu byla minimálně na úrovni 1500 otáček/min a nepřesáhla 20000 otáček/min. Objem vzduchu přidávaný ventilátory vysokorychlostního mlýnu, který je vháněn do prostoru mezi rotorem a statorem, byl minimálně 900 m3/hod, optimálně dosahoval 1500 m3/hod.
Byl získán mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton o měrném povrchu 398 m2/kg o zrnitosti do 0,100 mm s následujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zma [pm | <0,5 | 0,5 až 1 | 1 až5 | 5 až 10 | 10 až 20 | 20 až 100 | |
| Množství [% hmo | tn.l | 1,4 | 8,1 | 29 | 33,6 | 18,9 | 9 |
Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton se následně mísil s dalšími složkami včetně plniva. Získané silniční pojivo mělo následujícím složení:
| Pojivé složky | Plnivo | ||||||
| MgO | 3CaO*SiO2 | 2CaO •S1O2 | 3CaO· AI2O3 | 4CaO*Al2O3· Fe2O3 | Mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton | Vysokorychlostně mikromletá odpadní vápencová moučka | |
| [% hmotn.] | 0,20 | 13,60 | 0,60 | 2,80 | 2,80 | 60 | 20 |
kde vysokorychlostně mikromletá kamenná moučka s měrným povrchem 2,8 m2/cm3 měla násle30 dujícím zastoupením frakcí:
| Velikost zma [pm] | <0,3 | 0,3 až 0,5 | 0,5 až 1 | 1 až4 | 4až6 | 6 až 10 | 10 až 20 | 20 až 30 |
| Množství [% hmotn.] | 0,1 | 1 | 2 | 20 | 21,9 | 30 ‘ | 15 | 10 |
Všechny složky byly v suchém stavu řádně homogenizované v běžných šaržových míchačkách, případně i vysokorychlostním mlýnu s otáčkami nepřesahujícími 2000 otáček/min. Homogenizace probíhala minimálně 60 sekund při použití šaržové míchačky suchých směsí nebo po dobu alespoň 5 sekund při použití vysokorychlostního mlýnu. Takto připravené silniční pojivo se následně smíchalo se zrnitým materiálem při současném přidání záměsové vody.
-8CZ 29910 Ul
Silniční pojivo bylo použité v hydraulicky stmelené směsi zrnitého materiálu frakce do 22 mm typu asfaltový R-materiál s množstvím pojivá 4 % hmotn. podle následující tabulky:
| Silniční pojivo | Plnivo | Množství záměsové vody | |
| Asfaltový R-materiál 0-22 mm | |||
| [% hmotn,] | 4,00 | 91,70 | 4,30 |
Směs zrnitého materiálu stmeleného silničního pojivém byla uložena do válcových forem a zhutněna statickým tlakem v souladu s postupem uvedeným v technických podmínkách TP 208. Vzorky následně tvrdnuly po dobu 14 dní v laboratorních podmínkách při teplotě 20 ± 2 °C a relativní vlhkosti 50 až 75 %.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 14 dnech měla recyklovaná směs asfaltového zrnitého materiálu frakce 0-22 mm stabilizovaná silničním pojivém s obsahem 3,5 % hmotn. následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 2056 kg/m3 dle ČSN EN 12697-6 pevnost v příčném tahu při 15 °C: 0,50 MPa dle TP 208 modul tuhosti metodou ΓΓ-CY dle 15 °C: 3810 MPa dle ČSN EN 12697-26 odolnost proti účinkům vody: 92 % dle TP 208 lomová houževnatost 5,8 N/mm3'2 dle ČSN EN 12697-44
Využitím silničního pojivá na bázi podle technického řešení se u uvedeného typu stmelené recyklované směsi dosahuje stejných parametrů, které jsou jinak dosahovány s využitím 3,5 % hmotn. cementu. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Průmyslová využitelnost
Silniční pojivo podle technického řešení s pomalými nárůsty počátečních pevností je vhodné pro uplatnění v hydraulicky stmelených směsích zrnitých materiálů včetně zlepšených zemin a směsí silničních konstrukcí recyklovaných za studená jako vhodná alternativa k tradičním hydraulickým pojivům. Aktivace betonového recyklátu vysokorychlostním mletím umožňuje docílit obdobných pevnostních charakteristik a vysoké odolnosti proti účinkům mrazu při malém obsahu cementu v pojivu. Současně je pro uvedené aplikace zajištěn pomalejší nárůst počátečních pevností, což snižuje riziko pozdějšího vzniku smršťovacích trhlin zejména v případech, kdy se uplatní více jak 7 % hmotn. silničního pojivá v některém z uvedených typů směsí. Silniční pojivo se využije jak v běžných míchacích centrech, tak i při provádění in-situ rozprostřením bezprostředně před vlastním promícháním se zrnitým materiálem. Nad rámec toho je toto pojivo využitelné jako maltovinová suspenze pro prolévané asfalto-cementové směsi.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (5)
1. Silniční pojivo, vyznačující se tím, že obsahuje 0,15 až 0,30% hmotn. MgO, 10,20 až 20,40 % hmotn. 3CaO-SiO2, 0,45 až 0,90 % hmotn. 2CaOSiO2, 2,10 až 4,20 % hmotn. 3CaO-Al2O3, 2,10 až 4,20 % hmotn. 4CaO-Al2O3Fe2O3 a 70 až 85 % hmotn. mikromletého mechanicky aktivovaného recyklovaného betonu s velikosti zrna do 0,1 mm.
2. Silniční pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton má minimální měrný povrch 370 m2/kg, minimální celkový specifický povrch částic 2,5 mW a velikostí středního zrna nepřesahující 9,5 pm.
-9CZ 29910 Ul
3. Silniční pojivo podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton má následující zastoupení frakcí: 1 až 4 % hmotn. frakce < 0,5 pm, 4 až 9 % hmotn. frakce 0,5 až 1,0 pm, 10 až 35 % hmotn. frakce 1,0 až 5,0 pm, 20 až 39 % hmotn. frakce 5,0 až 10,0 pm, 8 až 26 % hmotn. frakce 10,0 až 20,0 pm a 5 až 12 %
5 hmotn. frakce 20 až 100 pm.
4. Silniční pojivo podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že mikromletý mechanicky aktivovaný recyklovaný beton obsahuje 23 až 44 % SÍO2, 35 až 52 % CaO, 3 až 8 % MgO, 5 až 10 % A12O3 a maximálně 3 % Ca(OH)2.
5. Silniční pojivo podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se tím, že dále 10 obsahuje plnivo, tvořené vysokorychlostně mikromletou odpadní vápencovou moučkou, v množství až 20 % hmotn. vzniklé směsi.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-32672U CZ29910U1 (cs) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Silniční pojivo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-32672U CZ29910U1 (cs) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Silniční pojivo |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ29910U1 true CZ29910U1 (cs) | 2016-10-25 |
Family
ID=57205919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-32672U CZ29910U1 (cs) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Silniční pojivo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ29910U1 (cs) |
-
2016
- 2016-08-05 CZ CZ2016-32672U patent/CZ29910U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rashwan et al. | Behaviour of fresh and hardened concrete incorporating marble and granite sludge as cement replacement | |
| Özbay et al. | Utilization and efficiency of ground granulated blast furnace slag on concrete properties–A review | |
| CN101139193B (zh) | 再生混凝土复合材料及其制备方法 | |
| Kürklü et al. | Investigation of usability of quarry dust waste in fly ash-based geopolymer adhesive mortar production | |
| Lorca et al. | Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition | |
| Tavakoli et al. | Properties of Concrete made with Waste Clay Brick as Sand Incorporating Nano SiO^ sub 2^ | |
| Assaad et al. | Valorizing the use of recycled fine aggregates in masonry cement production | |
| Kejela | Waste paper ash as partial replacement of cement in concrete | |
| CN113754331A (zh) | 一种赤泥基胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| Chindaprasirt et al. | Reuse of recycled aggregate in the production of alkali-activated concrete | |
| CN100375730C (zh) | 一种环保型建筑废弃物干混砂浆及其制备方法 | |
| CN110963776A (zh) | 一种路基修复固体废弃物的回用方法 | |
| CN112592147B (zh) | 砖混类建筑废渣再生道路基层无机混合料的制备与施工方法 | |
| CN102690069A (zh) | 一种以建筑垃圾作为水泥原料的再生方法 | |
| Adnan et al. | Compressive strength of recycled aggregate concrete with various percentage of recycled aggregate | |
| Sverguzova et al. | Using ferruginous quartzite tailings in dry building mixes | |
| CZ29910U1 (cs) | Silniční pojivo | |
| KR100895635B1 (ko) | 폐 아스팔트 콘크리트의 순환골재를 이용한 도로 기층용 재생 아스팔트 콘크리트 | |
| Ahmed et al. | Blended metakaolin and waste clay brick powder as source material in sustainable geopolymer concrete | |
| Djebien et al. | Shrinkage and Absorption of Sand Concrete Containing Marble Waste Powder | |
| Malaiskiene et al. | The influence of primary paper sludge on concrete properties | |
| CZ29826U1 (cs) | Tenkovrstvá vápenocementová malta | |
| Thakre et al. | Utilization of Waste Sole Leather with Fly Ash for Self-Compacting Concrete | |
| CN104773977A (zh) | 一种用渣土复合煤矸石粉的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| Sana et al. | on the Mechanical Properties of Glass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20161025 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20200805 |