CZ32650U1 - Stříkaný beton - Google Patents
Stříkaný beton Download PDFInfo
- Publication number
- CZ32650U1 CZ32650U1 CZ2018-35645U CZ201835645U CZ32650U1 CZ 32650 U1 CZ32650 U1 CZ 32650U1 CZ 201835645 U CZ201835645 U CZ 201835645U CZ 32650 U1 CZ32650 U1 CZ 32650U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- aluminate
- admixture
- sulphate
- shotcrete
- lime
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use 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
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use 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
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/20—Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
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 pojívá, 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 pevností v tlaku musí odpovídat průběhu tzv. J křivek, spad stříkané směsí 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
- 1 CZ 32650 U1
Composites. 2018, 90, 100-107, ISSN 0958-9465 a P. Hlaváček, R. Šulc, V. Šmilauer, 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. 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 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 roli 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 technického řešení
Předmětem technického řešení 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 % hmotn., AI2O3 > 0,20 % hmotn. a SO3 > 0,03 % hmotn. 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 technické řešení 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 technického řešení bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí připojených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněn graf průběhu nárůstu M SB CS-J2 při průkazních zkouškách dne 20.10.2018 a srovnání s doporučeným průběhem - vápeno-sírano-hlinitanová příměs, pryž, urychlovač 6,5 %; na obr. 2 graf průběhu nárůstu M SB CS-J2 při průkazních zkouškách dne 20.10.2018 a srovnání s doporučeným průběhem - vápeno-sírano-hlinitanová příměs, urychlovač 7,5 %; a na obr. 3 graf průběhu nárůstu M SB CS-J2 při průkazních zkouškách dne 20.10.2018 a srovnání s doporučeným průběhem vápeno-sírano-hlinitanová příměs, urychlovač 8,5 %.
Příklady uskutečnění technického řešení
Rozumí se, že dále popsané a zobrazení konkrétní příklady jsou představeny pro ilustraci, nikoli jako omezení technického řešení.
-2CZ 32650 U1
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.
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-síranohlinitanovou příměsí a urychlovačem 8,5 % při průkazních zkouškách dle křivky typu J2.
Příklad č. 1 (Obr. 1)
| Složka | kg/m3 |
| Cement CEM 142,5 R | 225 |
| Vápeno-sírano-hlinitanová příměs | 225 |
| Drcená pryž 1 až 4 mm | 50 |
| Kamenivo 0 až 2 mm | 250 |
| Kamenivo 0 až 4 mm | 720 |
| Kamenivo 4 až 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 %
Příklad č. 2 (Obr. 2)
| Složka | kg/m3 |
| Cement CEM 1 42,5 R | 250 |
| Vápeno-sírano-hlinitanová příměs | 200 |
| Kamenivo 0 až 2 mm | 250 |
| Kamenivo 0 až 4 mm | 760 |
| Kamenivo 4 až 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 %
-3 CZ 32650 U1
Příklad č. 3 (Obr. 3)
| Složka | kg/m3 |
| Cement CEM 1 42,5 R | 225 |
| Vápeno-sírano-hlinitanová příměs | 200 |
| Kamenivo 0 až 2 mm | 250 |
| Kamenivo 0 až 4 mm | 760 |
| Kamenivo 4 až 8 mm | 480 |
| Voda | 180 |
| Bezalkalický urychlovač | 4 |
| Plastifikátor | 38 |
| Min. | Hoc | ||||||||
| 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 %
Průmyslová využitelnost
Stříkané betony s vápeno-sírano-hlinitanovou příměsí a případně 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.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (2)
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 % hmotn., AI2O3 > 0,20 % hmotn. 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. Stříkaný beton podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kamenivu obsahuje 0 až 30 % objemových drcené pryže.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35645U CZ32650U1 (cs) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | Stříkaný beton |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35645U CZ32650U1 (cs) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | Stříkaný beton |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ32650U1 true CZ32650U1 (cs) | 2019-03-12 |
Family
ID=65719012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35645U CZ32650U1 (cs) | 2018-11-21 | 2018-11-21 | Stříkaný beton |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ32650U1 (cs) |
-
2018
- 2018-11-21 CZ CZ2018-35645U patent/CZ32650U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9416052B2 (en) | Concrete materials with modified rheology, methods of making, and uses thereof | |
| US8236098B2 (en) | Settable building material composition including landfill leachate | |
| Saikhede et al. | An Experimental Investigation of Partial Replacement of Cement by Various Percentage of Phosphogypsum and Flyash in Cement Concrete | |
| Rani et al. | Mechanical Properties of Concrete with Partial replacement of Portland Cement by Clay brick powder | |
| Ramalekshmi et al. | Experimental behavior of reinforced concrete with partial replacement of cement with ground granulated blast furnace slag | |
| Johny et al. | Study of properties of sustainable concrete using slag and recycled concrete aggregate | |
| WO2024126898A1 (en) | Hardening mixture | |
| CZ32650U1 (cs) | Stříkaný beton | |
| Rudenko | Technology of shotcreting based on activated binder | |
| CZ308680B6 (cs) | Stříkaný beton | |
| Nathan | Effect of Sawdust as fine aggregate in concrete mixture | |
| RU2603991C1 (ru) | Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь | |
| Sharanova et al. | Application of sea sand for 3D concrete printing | |
| CZ32449U1 (cs) | Suchá betonová směs | |
| Nukala | Strength Appraisal of Fibre Reinforced Concrete by Replacing 40% of Ordinary Portland Cement (OPC) With Mineral Admixtures Fly Ash, GGBS And Metakaolin | |
| Singh | High Performance Concrete Using Blast Furnace Slag as Coarse Aggregate | |
| Lee et al. | Mechanical properties of high strength semi-lightweight aggregate concrete containing high volume waste materials | |
| ES2891675B2 (es) | Hormigón autocompactante con árido reciclado de hormigón y de baja retracción y su procedimiento de elaboración | |
| ES2891677B2 (es) | Hormigón autocompactante con árido reciclado de hormigón y su procedimiento de elaboración | |
| hamid El Semary et al. | Effect of using green building masonary mortar on the behaviour of masonary walls | |
| Kumar | Combined effect of marble dust and steel fiber on the mechanical properties of high strength concretes | |
| Ortiz Lozano et al. | Characterization of a fibre-reinforced self-compacting concrete with 100% of mixed recycled aggregates | |
| Kumar et al. | Study and Investigate Strength and Durability of Concrete Replaced with Silica Fume and Fly Ash | |
| Superplasticizer | Compressive Strength and Shrinkage Test of Flowing Concrete Using Fly Ash | |
| Streltcov et al. | Effect of aggregate type on strength of lightweight concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20190312 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20220916 |