CZ306906B6

CZ306906B6 - Surovinová směs

Info

Publication number: CZ306906B6
Application number: CZ2013-800A
Authority: CZ
Inventors: Michal Batelka; František Čáslava
Original assignee: Svoboda A Syn, S.R.O.; František Čáslava
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2017-09-06
Also published as: CZ2013800A3

Description

Oblast techniky

Vynález se týká surovinové směsi, například pro polotuhé a tuhé podkladní a výplňové konstrukční vrstvy, jako jsou například podkladní vrstvy vozovek, parkovišť, letištních ploch a drah a jiných zpevněných ploch nebo hutných únosných konstrukcí nahrazujících výplňové a podkladní betony a podobně.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že pro účely budování pozemních komunikací mohou být použity podkladní vrstvy vozovek nestmelené - netuhé nebo stmelené - tuhé. Progresivním, technicky a kvalitativně dokonalejším řešením bylo použití polotuhé podkladní vrstvy vozovek prováděné proléváním rozprostřené vrstvy hrubého kameniva tekutou popílkovou suspenzí s následným hutněním celé vrstvy vibračním válem podle českého vynálezu CS 256273.

Nevýhodou uvedeného řešení je použití tekuté popílkové suspenze, jejíž konzistence odpovídala hustotě dané rozlití koláče podle Vicata minimálně 150 mm. Použití hustější suspenze, při daném způsobu provádění, není možné s ohledem na potřebu dokonalého prolití celé výšky vrstvy uložené kamenné kostry a vyplnění všech mezer mezi jednotlivými zrny kameniva popílkovou suspenzí. Přitom takto řídké popílkové suspenze mají po vyzrání horší mechanické vlastnosti, zejména nižší pevnost v tlaku prostém, než suspenze hustější. Navíc, jak bylo rozbory prokázáno, i takto řídké suspenze, a to i při použití techniky ve vibrování, nevyplní zcela všechny mezery kamenné kostry mezi jednotlivými zrny kameniva. To má za následek horší vlastnosti takto provedené zpevněné plochy, zejména menší pevnost v tlaku prostém, menší únosnost a kratší životnost.

Přitom je známo, že při stejných dávkách suchých složek, obvykle popílku a cementuje při použití popílkových suspenzí dosahováno nej lepších výsledků při snížené dávce záměsové vody, kdy vyrobená popílková suspenze již přestává být tekutá a nabývá charakter popílkové pasty. Tento poznatek však nemohl být, s ohledem na potřebu zatékavosti suspenze do mezer kamenné kostry, využit.

Dále je známo, že popílkové pasty mají výrazný tixotropní charakter. Při dodatečném vnesení energie do vyrobené pasty intenzivním mícháním nebo vibrací se pasta stává tekutou. Po ukončení dodávky vnášené energie tekutá hmota poměrně rychle přechází zpět do původního soudržného pastovitého stavu. Při dosud známých a používaných technologických postupech nemohla však být ani tato dobrá vlastnost popílkových past při provádění polotuhé podkladní vrstvy vozovek využita.

Další nevýhodou je poměrně vysoká pracnost při prolévání vrstvy hrubého kameniva popílkovou suspenzí. Je dána postupným proléváním vrstvy kameniva. Prolévání je třeba provádět postupně několikrát, aby se docílilo pokud možno co nej dokonalejšího zatečení popílkové suspenze do celé vrstvy kameniva a zaplnění, pokud možno všech mezer v kamenné kostře. Obtížné a obvykle nepřesné je stanovení množství suspenze potřebné k prolití kamenné kostry tak, aby suspenze vyplnila všechny mezery mezi jednotlivými zrny kameniva, tvořících kamennou kostru. Velmi často přitom dochází ke stavu, že při posledním prolévání kamenné vrstvy popílkovou suspenzí je nadávkován přebytek suspenze, který je nutno z povrchu vrstvy pracným a v podstatě neefektivním způsobem odstranit.

Nevýhodná je rovněž organizační náročnost při použití uvedené technologie prolévání kamenné kostry popílkovou suspenzí. Je přitom třeba organizačně sladit dodávky popílkové suspenze ze

- 1 CZ 306906 B6 speciální výroby nebo z ústřední betonámy, s dodávkami hrubého kameniva a s termíny ukládání vrstvy určené k prolévání.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody z podstatné části odstraňuje surovinová směs, například pro polotuhé a tuhé podkladní a výplňové konstrukční vrstvy, jako jsou například podkladní vrstvy vozovek, parkovišť, letištních ploch a drah a jiných zpevněných ploch nebo hutných únosných konstrukcí nahrazujících výplňové a podkladní betony a podobně podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že surovinová směs obsahuje alespoň kamenivo frakce alespoň 8 až 63 mm, pojivo a záměsovou vodu, přičemž pojivo je tvořeno alespoň pastou popílku s vodou.

Výhodou řešení podle tohoto vynálezu je především získání kvalitní homogenní surovinové směsi, mající po zatvrdnutí vyšší mechanické vlastnosti než směsi obsahující pojivo ve stavu suspenze. Použití směsí podle vynálezu při zhotovování stavebních děl, například podkladních vrstev vozovek, parkovišť, letištních ploch a drah a podobně, umožňuje zjednodušení výrobního postupu, položení celé vrstvy směsi v jedné operaci, včetně kameniva, aniž by bylo třeba nejdříve položit kostru z kameniva a tu v dalších operacích prolévat suspenzí pojivá. To vede ke snížení nákladů a dosažení vyšší kvality prováděného díla.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Pro účely výstavby odstavné a manipulační plochy pro stavební mechanizmy je prováděna pokladní vrstva tloušťky 220 mm takovým způsobem, že na urovnané a zhutněné podloží je ukládána surovinová směs vyrobená v ústřední betonámě a na stavbu je dopravována autodomíchávači. Surovinová směs je uložena do vrstvy o tloušťce 250 mm, následně je hutněna vibračním válem předepsaným počtem osmi pojezdů. Tloušťka vrstvy po zhutnění činí požadovaných 220 mm.

V ústřední betonámě je směs vyrobena tak, že na 1 m3 je spotřeba dvou základních materiálových složek následující:

- vysokopecní struska frakce 16 až 32 mm 0,58 m³

- popílková pasta 0,42 m³

Popílková pasta při zkouškách vykazuje konzistenci odpovídající rozlití koláče dle Vicata 90 mm. Potřebné množství pasty 0,42 m³ má následující složení:

- struskopopílková směs, z toho - popílek frakce 0 až 1 202 kg

- struska frakce 1 až 4 mm 131 kg

- cement CEM II/B-S-32,5R 60 kg

-voda 135 1

Příklad 2

Při výstavbě vnitrozávodní komunikace s předpokládaným těžkým provozem je budována podkladní vrstva vozovky takovým způsobem, že na zhutněnou spodní podkladní vrstvuje uložena směs hrubého přírodního kameniva frakce 32 až 63 mm tvořící kamennou kostru a kvalitní popílkové pasty, která při kontrolních zkouškách vykazuje požadovanou pevnost v tlaku prostém po vyzrání 6,0 MPa.

-2CZ 306906 B6

Směs hrubého kameniva a popílkové pasty je rozprostřena na upravený podklad v tloušťce 220 mm, po zhutnění vibračním válem s předepsaným počtem pojezdů budovaná podkladní vrstva vykazuje tloušťku 200 mm podle požadavku projektu.

Materiálová směs je připravena v ambulantní výrobně takovým způsobem, že do autodomíchávače je nadávkováno potřebné množství hrubého kameniva frakce 32 až 63 mm a odpovídající množství kvalitní popílkové pasty. V průběhu přepravy je směs materiálových složek v autodomíchávači homogenizována.

Na 1 m³ materiálové směsi jsou obě základní složky dávkovány takto:

- hrubé přírodní kamenivo frakce 32 až 63 mm 0,65 m³

- kvalitní popílková pasta 0,35 m³

Popílková pasta při zkouškách vykazuje konzistenci odpovídající rozlití koláče dle Vicata 85 mm. Na výrobu potřebného množství předem připravené popílkové pasty jsou spotřebovány suroviny v následujícím složení:

- struskopopílková směs, z toho - popílek frakce 0 až 1 mm 247 kg

- struska frakce 1 až 4 mm 174 kg

- cement CEM II/B-S-32,5R 67 kg

-voda 132 1

Příklad 3

Při výstavbě nové průmyslové haly byly vybudovány betonové základové konstrukce technologických zařízení. Prostor mezi základy je v projektu navrženo vyplnit nízkopevnostním betonem s ohledem na následné provádění podlah s těžkým provozem. Všechny prostory mezi základovými konstrukcemi v projektované výšce 900 mm budou podle nového řešení vyplněny při uplatnění způsobu podle vynálezu, kdy směs kameniva a popílkové pasty bude do vyplňovaných prostor ukládána v tloušťkách 300 mm, každá z vrstev bude hutněna vibračními pěchy.

Materiálová směs bude připravována v ambulantní výrobně takovým způsobem, že do autodomíchávače je dávkováno potřebné množství kameniva, v daném případě betonového recyklátu frakce 16 až 63 mm a odpovídající množství popílkové pasty. V průběhu přepravy je směs materiálových složek v autodomíchávači homogenizována.

Na 1 m³ materiálové směsi jsou obě složky dávkovány takto:

- betonový recyklát frakce 16 až 63 mm 0,60 m³

- popílková pasta 0,40 m³

Popílková pasta při zkouškách vykazuje konzistenci odpovídající rozlití koláče dle Vicata mm. Potřebné množství pasty 0,4 m³ má následující složení:

- struskopopílková směs, z toho - popílek frakce 0 až 1 mm 268 kg

- struska frakce 1 až 4 mm 162 kg

- cement CEM II/B-S-32,5R 45 kg

-voda 1201

- 3 CZ 306906 B6

Průmyslová využitelnost

Surovinovou směs podle vynálezu lze využít zejména pro budování polotuhých a tuhých podkladních a výplňových konstrukčních vrstev, jako jsou například konstrukční vrstvy vozovek, parkovišť, letištních ploch a drah a jiných zpevněných ploch nebo hutných únosných konstrukcí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Surovinová směs, například pro polotuhé a tuhé podkladní a výplňové konstrukční vrstvy, jako jsou například podkladní vrstvy vozovek, parkovišť, letištních ploch a drah a jiných zpevněných ploch nebo hutných únosných konstrukcí nahrazujících výplňové a podkladní betony a podobně, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň kamenivo frakce alespoň 8 až 63 mm, pojivo a záměsovou vodu, přičemž pojivo je tvořeno alespoň pastou popílku s vodou.
2. Surovinová směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že kamenivo sestává alespoň z frakce 16 až 32 mm a/nebo z frakce 32 až 63 mm.
3. Surovinová směs podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že popílek je frakce 0 až 4 mm, s výhodou 0 až 1 mm, hmotnost popílkové pasty, včetně jejich záměsové vody, činí 18 až 43 % hmotnosti kameniva, přičemž popílková pasta má hodnotu hustoty rozlití koláče podle Vicata maximálně 100 mm, s výhodou od 85 mm výše.
4. Surovinová směs podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že popílková pasta obsahuje mimo popílku ještě cement, s výhodou v množství do 30 % hmotnosti popílku, vztaženo na sušinu.
5. Surovinová směs podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se tím, že obsahuje navíc alespoň jednu z následujících složek:

a) hydraulické vápno

b) vzdušné vápno

c) vápenné odprašky

d) reaprodukty polosuché a/nebo mokré metody odsíření - energosádrovec

e) přírodní kamenivo, s výhodou křemičitý písek, frakce 0 až 8 mm, s výhodou frakce 0 až 4 mm a/nebo struskopopílkovou směs frakce 0 až 8 mm, s výhodou frakce 0 až 4 mm

f) strusku, zejména vysokopecní a/nebo elektrárenskou či teplárenskou

g) kamenné odprašky frakce 0 až 8 mm, s výhodou frakce 0 až 4 mm

h) betonový a/nebo cihelný stavební recyklát frakce 0 až 8 mm, s výhodou frakce 0 až 4 mm

i) ložový popel, přičemž uvedené složky tvoří s vodou a s popílkem a/nebo s cementem pastu pojivá, s výhodou je součet množství všech složek tvořících pastu do 30 % hmotnostních, vztaženo na sušinu.
6. Surovinová směs podle nároku 5, vyznačující se tím, že směs popílku a struskopopílkové směsi sestává z popílku v množství od 40 do 80 % hmotnostních a ze struskopopílkové směsi v množství od 20 do 60 % hmotnostních, vztaženo na sušinu.
7. Způsob výroby surovinové směsi a způsob jejího použití, například pro provádění polotuhých a tuhých podkladních a výplňových konstrukčních vrstev ze surovinových směsí podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že surovinová směs se vyrobí společným zpracováním všech jejích složek zhomogenizováním smícháním a promícháním v míchacím

-4CZ 306906 B6 zařízení buďto před dopravou na místo pokládky a/nebo během dopravy na místo pokládky a takto zpracované se všechny složky surovinové směsi uloží společně na místo budoucího díla.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že surovinová směs uložená na 5 místě budoucího díla se následně zhutní, s výhodou vibračním zařízením.