CZ33780U1 - Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky - Google Patents

Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky Download PDF

Info

Publication number
CZ33780U1
CZ33780U1 CZ2019-37067U CZ201937067U CZ33780U1 CZ 33780 U1 CZ33780 U1 CZ 33780U1 CZ 201937067 U CZ201937067 U CZ 201937067U CZ 33780 U1 CZ33780 U1 CZ 33780U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
blast furnace
slag
micronized
activated
Prior art date
Application number
CZ2019-37067U
Other languages
English (en)
Inventor
Jan VALENTIN
Zdeněk Prošek
Pavla Vacková
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
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 filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2019-37067U priority Critical patent/CZ33780U1/cs
Publication of CZ33780U1 publication Critical patent/CZ33780U1/cs

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
    • C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • 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
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
    • 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
    • C04B28/10—Lime cements or magnesium oxide 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)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Oblast techniky
Technické řešení se týká silničního směsného hydraulického pojivá s mechano-chemicky aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky, které má snížený vývoj hydratačního tepla, tím také snížené objemové změny z teplotní kontrakce a současně souhrnný podíl těchto dvou složek ve výsledném pojivu činí minimálně 50 %.
Dosavadní stav techniky
Hydraulická pojivá se v současnosti uplatňují v podobě standardních portlandských nebo směsných cementu různých tříd pevnosti. Vedle toho existují silniční hydraulická pojivá upravená na evropském trhu výrobkovými normami EN 13282-1 a EN 13282-2, jež se vyznačují oproti cementům mírně nižšími pevnostmi a zpravidla pomalejšími náběhy pevností v čase. Běžná hydraulická pojivá se vyrábějí standardními postupy vypalování slínkových surovin a jejich následným mletím s případným přimícháváním dalších anorganických látek Hydraulická pojivá v podobě cementu, vápna nebo upravených úletových popílku či silničních pojiv na bázi směsí cementu, cementových odprašku a popílku nebo vápence jsou standardně využívána pro různé typy cementových kompozitu, přičemž je sledována pucolánová aktivita v příměsích používaných do cementu. V závislosti na pucolánové aktivitě lze podle ČSN EN 197 použít až 35 % hmota, příměsí pro třídu cementu CEM II - portlandský směsný cement a až 95 % hmota, příměsi pro třídu V - směsný cement. V zásadě se využívají především příměsi ve formě vedlejší produktu, tj. cementové odprašky z výroby cementu, vysokopecní granulovaná struska, křemičitý úlet, přírodní pucolány, křemičité popílky, vápenaté popílky, kalcinované břidlice a vápence.
Vysokopecní struska vzniká jako vedlejší produkt při získávání železa. Ve vysoké peci se tvoří ze součástí železné rudy obsahující jíl, vápno, vápenec a další vzniklé nečistoty z uhlí při teplotách 1900 °C. V důsledků uvedeného má každá struska jedinečné složení podle použité železné rudy, uhlí a případných dalších příměsí. Existují dva způsoby chlazení vysokopecní strusky, která se ochlazuje z teploty 1400 °C. První možností je prudké ochlazení vodou, za vzniku velkého množství sklovitých částí, které mají hydraulicky latentní schopnosti a jejich využití pro výrobu cementu či hydraulicky latentních pojiv je všeobecné známé Druhou možností je pomalé ochlazeni na vzduchu za vzniku krystalických fází a celkové chemické stabilizace výsledného materiálu. V tomto případě hovoříme o vzduchem chlazené strusce (zpravidla vysokopecní).
Minerální odprašky, tedy jemnozmné složky zpravidla drceného kameniva s velikostí částic >0,125 mm vznikají nejčastěji dvěma způsoby. Bud se jedná o vedlejší produkt pří drcení a třídění horniny v kamenolomech, kdy jsou zachytávány filtry cyklony či jako samostatná složka třídění tyto jemnozmné částice nebo se jedná o technologický odpad vznikající při výrobě asfaltových směsí na obalovacích soupravách, kde při ohřevu kameniva na teploty >150 °C dochází v druhém technologickém kroku o přetřídění na úzké frakce kameniva a v důsledků ohřátí zrn kameniva se tříděním uvolňuje i zbytkový prach, který ulpívá na těchto zrnech Tento prach má nulovou zbytkovou vlhkost, v omezené míře se vrací zpět do procesu výroby asfaltové směsi jako přídavný filer, ve větší míře je skladován v silech a následně odvážen pro nadbytečnost na skládky inertního odpadu.
U strusek se v prvním z uvedených případu struska jemně mele a aktivní hydraulicky latentní částice lze využít jako náhradu za cement, jak uvádí CZ 297709 B6. Jsou známá i další řešení dané problematiky, jako je WO 2017085565 A2, KR 101922432 Bl, TW 201831423 A, KR 20190014734 A nebo CZ PV 2002-3873. Uvedené dokumenty řeší zpracování reaktivní strusky, která obsahuje vyšší množství sklovitých částic. Řešeni podle tohoto stavu techniky však
- 1 CZ 33780 Ul nefunguje pro vzduchem pomalu chlazenou strusku, která kvůli objemové stálosti byla vystavena po dobu desítky let vnějšímu prostředí.
Proto je primárním využitím vysokopecní a případně ocelářské vzduchem chlazené strusky výroba umělého kameniva do nestmelených vrstev, které je v ČR upraveno například technickými podmínkami TP 138. Před použitím je potřebné strusku upravit prvním stupněm drcení a zhomogemzovat. V průběhů drcení struskového kameniva přitom vzniká jako vedlejší technologický produkt odpadní materiál, struskový materiál ve formě odpraškú. Jedná se především o odprašky s velikostí částic od 0 do 250 mikrometrů, které se svou velikostí mohou hodit pro využití ve směsných cementech. Jenže z důvodu nesplnění minimálního množství pucolánově nebo hydraulicky latentně aktivních látek nemohou být aplikovány jako příměs do směsných cementů. Navíc struskové kamenivo, ze kterého vzniká tento vedlejší produkt, musí být objemově stálé a chemicky neaktivní. Pro dosažení objemově stálého materiálu je vysokopecní vzduchem chlazená struska vyvážena na haldy, kde je skladována po dobu několika desítek let. Tedy se jedná o celkem zkarbonatovanou strusku, která se nehodí v oblasti směsných cementů s ohledem k platným technickým výrobkovým normám pro cementy a která nebyla dosud zcela zpracovaná.
U minerálních odpraškú lze nalézt řadu aplikací či inovativních řešení. Obecně jsou známá využití některých typů minerálních jemnozmných odpraškú jako plniv při výrobě plastových kompozita nebo barviv např. CN 1061032, CN 1025535, AU 2018236338, CN 20908228. Jinou oblastí je výroba nízkoprašných filerů s uplatněním v oblastech výroby plastů, broušení nebo přídavků v potravinářském průmyslu, a to v závislosti na chemickém složení minerálních odpraškú např. CA 2004841, US 15111977. Známá jsou i řešení, kdy se jemnozmné složky kamene v podobě prachu využívají pro výrobu umělého kamene např. JP 2007031280, GB 190004114. Některé minerální odprašky v závislosti na přítomnosti specifického typu chemických prvků nalézají uplatnění v zemědělství jako minerální hnojivá nebo se naopak v jiných případech v omezené míře přidávají do asfaltových směsí či betonů jako jemnozmné plnivo. Samostatnou oblast tvoří řešení, která existují nebo jsou rozvíjena v oblasti úprav vybraných typů odpraškú s převažujícím obsahem buď S1O2 nebo CaCíl·, jako nano-přísady zejména ve stavebnictví: R. Li, F. Xiao, S. Amirkhanian, Z. You, J. Huang, Developments of nano materials and technologies on asphalt materials - A review, Constr. Build. Mater. 143 (2017) 633-648. doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.03.158; P. History, P. Rawat, A. Kumar, A review on nanotechnology in civil engineering, 39 (2015) 152-158; M.S.M. Norhasri, M S. Hamidah, A.M. Fadzil, Applications of using nano materiál in concrete: A review, Constr. Build. Mater. 133 (2017) 91-97. doi:10.1016/j.conbuildmat.2016.12.005. Uvedená řešení však nenabízejí vhodné kombinace upravených minerálních odpraškú a strusek s jejich následným využitím v oblasti hydraulických nebo latentně hydraulických pojiv.
Využití druhotných materiálu včetně strusek a minerálních odpraškú má za následek snížení uhlíkové stopy a vytvořeni produktu, který splňuje environmentální kritéria a současně snižuje výrobní náklady v důsledků použití vstupní suroviny, která pro další úpravy a získání hydraulických vlastností vyžaduje menší nároky na vlastní výrobu - doba a náročnost mletí, energie spojená s výpalem, který je v dále popsaném řešeni zcela eliminován — nebo díky původů má nulovou či dokonce zápornou vstupní ekonomickou hodnotu. Druhotná surovina vzniklá v průběhů recyklace odpadu na struskové kamenivo je letitou ekologickou zátěží krajiny, kterou je potřeba uspokojivě vyřešit. Obdobné platí pro minerální odprašky, které se mnohdy ukládají zpět do kamenolomu. V případě využívané strusky se přitom jedná o specificky složenou strusku, která byla uložena na odpadních haldách po dobu až 100 let. Díky tomu se jedná o objemově stálý materiál, která má téměř nulový podíl aktivních částic. Environmentální problém v rostoucí míře představují i minerální odprašky, které se mohou ve formě jemného polétavého prachu uvolňovat do ovzduší a způsobovat zhoršení takových emisí v životním prostředí, pokud nedochází k jejich zakrytí či zaplavení. Tyto materiály jsou přitom ukládány na skládkách či umisťovány v kamenolomech jako nevyužití technologický vedlejší produkt ve velkých množství, přičemž u většiny typu těchto minerálních odpraškú v důsledků přirozené
-2CZ 33780 U1 objemové hmotnosti původní horniny muže takový materiál efektivně napomáhat zvýšit objemovou hmotnost lehčích hydraulických pojiv založených na struskách či popílcích.
Podstata technického řešeni
Alternativní hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou obsahuje 0,58 až 1,35 % hmota. MgO, 21,67 až 50,57 % hmota. 3CaO SiO2, 1.44 až 3,36 % hmota. 2CaO SiO2, 2,89 až 6,75% hmota. 3CaO A12O3, 2,31 až 5,39% hmota. 4CaO A12O3 Fe2O3, 1,11 až 2,59 % hmota. Ca(OH)2 a 15,00 až 35,00 % hmota, mikromleté mechano-chemicky aktivované objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky a 15,00 až 35,00 % hmota minerálních odprašku, které jsou mineralogicky tvořeny minimálně z 42 % hmota. SiO2. Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska může být vyrobena vysokorychlostním mletím struskového kameniva vysokoenergetickým desintegrátorem, například zařízením podle PUV 2014-29552. Stejným způsobem muže být homogemzován jakýkoli použitý minerální odprašek.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska má s výhodou specifický povrch částic 14800 až 20100 cm2/cm3 s velikostí středního zma 7,79 až 13,20 pm, průměrnou Sauterovu hodnotu 2,99 až 4,05 pm a průměrnou De Brouckerovu hodnota 7,79 až 12,13 pm.
Minerální odprašky, u nichž podíl SiO2 tvoří minimálně 42 % hmota mají s výhodou specifický povrch částic 1700 až 11700 cm2/cm3, s velikostí středního zma 14,9 až 66,5 pm a měrný povrch dle Blaine 250 až 480 m2/kg.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska má výhodně následující zastoupení frakcí: 1 až 2 % hmota, frakce < 0,5 pm, 4 až 6 % hmota, frakce 0,5 až 1,0 pm, 22 až 32 % hmota, frakce 1,0 až 5,0 pm, 21 až 28 % hmota, frakce 5,0 až 10,0 pm, 29 až 35 % hmota frakce 10,0 až 20,0 pm a 3 až 17 % hmota, frakce 20 až 40 pm.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska výhodně obsahuje 49 až 59 % hmota. Ca2MgSi2O?, 8 až 12 % hmota. CaSCfi (H2O)2, 3 až 9 % hmota. SiO2, 5 až 10 % hmota. CaCO3, 7 až 13 % hmota. CaeAl2(SC>4)3 (OH)i2 (H2O)26, 1 až 4 % hmota.
Ko,936(Fe2,56sAlo.5O4) (A11,41.SÍ2,59)010 (OH)2 a 6 až 13 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)Si206.
Silniční směsné hydraulické pojivo podle technického řešení dosahuje vyšších hodnot pevností tahu za ohybu při zachování pevností v tlaku v porovnání s běžně používaným silničními hydraulickými pojivý. Má pomalé nárůsty pevností a tím také vytváří menší množství hydratačního tepla Vyznačuje se vyšším obsahem jemných částic, a naopak velmi nízkým obsahem síranu. Uvedené faktory mají pozitivní vliv na množství mikrotrhlin v budoucím kompozitu a díky tomu pojivová matrice vykazuje vyšší pevnosti v tahu za ohybu. Další efekt nižšího množství mikrotrhlin je zvýšená trvanlivost budoucího kompozitu. Výhodou řešení je využiti mechano-chemicky aktivované druhotné suroviny, odpadní vysokopecní vzduchem chlazené strusky, v kombinaci sjemnozmnou příměsí minerálních odprašků, které společně snižují ekologickou a ekonomickou zátěž budoucích produktů nebo aplikaci, pro které se takové pojivo použije.
-3 CZ 33780 U1
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Nejprve byla připravena mikromletá mechano-chemicky objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska vysokorychlostním mletím objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky, například zařízením podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byla objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska mechanicky dezintegrována a mechano-chemicky aktivována s vytvořením nových povrchu a částečně vytvořenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic.
Byla získána mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska o specifickém povrchu 14900 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 13,20 pm, Sauterovou hodnotou 4,05 pm a průměrnou De Brockerovou hodnotou 12,13 pm o zrnitosti do 0,040 mm s následujícím zastoupením frakcí:
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahovala 59 % hmoto. Ca2MgSi2O7, 12 % hmota. CaSO4 (H2O)2, 9 % hmota. SiO2, 6 % hmota. CaCCfi, 7 % hmota. Ca6Al2(SO4)3 (ΟΗ)ι2 (Η20)2β, 1 % hmota. Ko,936(Fe2,568 Alo.sor) (A1i,4iSí2,59)Oio (OH)2 a 6 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)Si2O6.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska se homogenizovala s minerálními odprašky, které se vyznačovaly obsahem SiO2 46 % hmota., se specifickým povrch částic 2100 cm2/cm3, s velikostí středního zma 48,7 pm a měrný povrch dle Blaine 255 m2/kg. Vzájemný poměr obou složek při homogenizaci byl: 50 % hmota, minerální odprašky a 50 % hmota mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska
Následně se homogenizované minerální odprašky a mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska smísily s dalšími složkami v poměru: 70 % hmota, další složky. 15 % hmota minerální odprašky a 15 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska Další složky měly následující zastoupení v % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost alternativního hydraulického pojivá:
Všechny složky v suchém stavu byly řádně homogenizované běžnými šaržovými míchačkami s otáčkami 420 otáček/min. Homogenizace se prováděla minimálně po dobu 120 sekund. Takto připravené alternativní hydraulické pojivo se následně smíchalo s vodou, vodní součinitel w/b = 0,4, pro vytvoření cementové pasty, na které se následně zjišťovaly mechanické vlastnosti.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měly cementové pasty následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 1864 ± 13 kg/m
-4CZ 33780 U1 dynamický modul pružnosti: min. 15,3 GPa dle ČSN 73 1372 dynamický smykový modul: 6,8 GPa dle ČSN 73 1372 pevnost v tlaku: min. 48,3 MPa dle ČSN EN 196-1 pevnost v tahu za ohybu: min. 4,2 MPa dle ČSN EN 196-1
Alternativní hydraulické pojivo dosahuje stejných parametru jako obdobný směsný cement CEM II 32,5. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 2
Nejprve byla připravena mikromletá mechano-chemicky objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska vysokorychlostním mletím objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky, například zařízením podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byla objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska mechanicky dezintegrována a mechano-chemicky aktivována s vytvořením nových povrchu a částečně vytvořenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic.
Byla získána mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska o specifickém povrchu 14900 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 13,20 pm, Sauterovou hodnotou 4,05 pm a průměrnou De Brockerovou hodnotou 12,13 pm o zrnitosti do 0,040 mm s následujícím zastoupením frakcí:
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahovala 59 % hmoto.Ca2MgSÍ2C>7, 12 % hmoto. CaSO^EbO^, 9 % hmoto. S1O2, 6 % hmota. CaCO3, 7 % hmoto. CaeAhCSO^COFIjnCFbOU, 1 % hmota. K0,936(Fe2,56s Alo.stn) (Ali,4iSÍ2,59)Oio (OH)2 a 6 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)Si206.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska se homogenizovala s minerálními odprašky, které se vyznačovaly obsahem S1O2 46 % hmota., se specifickým povrch částic 2100 cm2/cm3 s velikostí středního zrna 48,7 pm a měrný povrch dle Blaine 255 m2/kg. Vzájemný poměr obou složek při homogenizaci byl: 50 % hmota, minerální odprašky a 50 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska.
Následně se homogenizované minerální odprašky a mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska smísily s dalšími složkami v poměru: 30 % hmota, další složky, 35 % hmota, minerální odprašky a 35 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska. Další složky měly následující zastoupení v % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost alternativního hydraulického pojivá:
Všechny složky v suchém stavu byly řádné homogenizované běžnými šaržovými míchačkami s otáčkami 420 otáček/min Homogenizace se prováděla minimálně po dobu 120 sekund Takto připravené alternativní hydraulické pojivo se následně smíchalo s vodou, vodní součinitel w/b = 0,4, pro vytvoření cementové pasty, na které se následně zjišťovaly mechanické vlastnosti.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měly cementové pasty následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 1808 ±18 kg/m3 dynamický modul pružnosti: min. 14,1 GPadle ČSN 73 1372 dynamický smykový modul: 5,5 GPa dle ČSN 73 1372 pevnost v tlaku: min. 33,6 MPa dle ČSN EN 196-1 pevnost v tahu za ohybu: min 4,1 MPa dle ČSN EN 196-1
Alternativní hydraulické pojivo dosahuje stejných parametrů jako obdobný směsný cement CEM II 32,5. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 3
Nejprve byla připravena mikromletá mechano-chemicky objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska vysokorychlostním mletím objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky, například zařízením podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byla objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska mechanicky dezintegrována a mechano-chemicky aktivována a s vytvořením nových povrchu a částečně vytvořenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic.
Byla získána mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska o specifickém povrchu 20050 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 7,79 pm, Sauterovou hodnotou 2,99 pm a průměrnou De Brockerovou hodnotou 7,80 pm o zrnitosti do 0,030 mm s následujícím zastoupením frakcí:
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahovala 54 % hmoto Ca2MgSÍ2C>7, 10 % hmoto. CaSCE (FEOř, 7 % hmota. S1O2, 8 % hmota. CaCO3, 10 % hmota. CaeAhCSCEh (OH)i2 (H2O)26, 2 % hmota. K0,936(Fe2,568 Alo.stu) (Ali,4iSÍ2,59)Oio (OH)2 a 9 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)Si2O6.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska se homogenizovala s minerálními odprašky, které se vyznačovaly obsahem S1O2 54 % hmota., se specifickým povrch částic 9860 cm2/cm3, s velikosti středního zma 14,9 pm a měrný povrch dle Blaine 476 m2/kg. Vzájemný poměr obou složek při homogenizaci byl: 50 % hmota, minerální odprašky a 50 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska.
Následné se homogenizované minerální odprašky a mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska smísily s dalšími složkami v poměru: 50 % hmota, další složky, 25 % hmota, minerální odprašky a 25 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska. Další složky měly následující zastoupení v % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost alternativního hydraulického pojivá:
-6CZ 33780 U1
Všechny složky v suchém stavu byly řádně homogenizované běžnými šaržovými míchačkami s otáčkami 420 otáček/min. Homogenizace se prováděla minimálně po dobu 120 sekund. Takto připravené alternativní hydraulické pojivo se následně smíchalo s vodou, vodní součinitel w/b = 0,4, pro vytvoření cementové pasty, na které se následně zjišťovaly mechanické vlastnosti.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měly cementové pasty následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost: 1834 ± 15 kg/m dynamický modul pružnosti: min. 20,4 GPa dle ČSN 73 1372 dynamický smykový modul: 8,0 GPa dle ČSN 73 1372 pevnost v tlaku: min. 40,6 MPa dle ČSN EN 196-1 pevnost v tahu za ohybu: min. 7,3 MPa dle ČSN EN 196-1
Alternativní hydraulické pojivo dosahuje stejných parametrů jako obdobný směsný cement CEM II 32,5 Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Příklad 4
Nejprve byla připravena mikromletá mechano-chemicky objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska vysokorychlostním mletím objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky, například zařízením podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byla objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska mechanicky dezintegrována a mechano-chemicky aktivována a s vytvořením nových povrchu a částečně vytvořenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic.
Byla získána mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemové stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska o specifickém povrchu 20050 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 7,79 pm. Sauterovou hodnotou 2,99 pm a průměrnou De Brockerovou hodnotou 7,80 pm o zrnitosti do 0,030 mm s následujícím zastoupením frakcí:
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahovala 54 % hmota. Ca2MgSi2O?, 10 % hmota CaSCE (H2O)2, 7 % hmota. Si02, 8 % hmota. CaCO3, 10 % hmota Ca6Al2(S04)3(0H)i2(H20)26, 2 % hmota. K0,936(Fe2,568 Alo.stu) (Ali,4iSi2,59)Oio (OH)2 a 9 % hmota Ca(Mg,Al,Fe)Si206.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemové stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska se homogenizovala s minerálními odprašky, které se vyznačovaly obsahem SiO2 42 % hmota., se specifickým povrch částic 2370 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 66,5 pm a měrný povrch dle Blaine 254 m2/kg Vzájemný poměr obou složek při homogenizaci byl: 50 % hmota minerální odprašky a 50 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska.
-7CZ 33780 U1
Následně se homogenizované minerální odprašky a mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska smísily s dalšími složkami v poměru: 50 % hmota, další složky, 25 % hmota, minerální odprašky a 25 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska Další složky měly následující zastoupení v % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost alternativního hydraulického pojivá:
Všechny složky v suchém stavu byly řádně homogenizované běžnými šaržovými míchačkami s otáčkami 420 otáček/min. Flomogenizace se prováděla minimálně po dobu 120 sekund. Takto připravené alternativní hydraulické pojivo se následně smíchalo s vodou, vodní součinitel w/b = 0,4, pro vytvoření cementové pasty, na které se následně zjišťovaly mechanické vlastnosti.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měly cementové pasty následující technické charakteristiky:
objemová hmotnost. 1834 ± 15 kg/m3 dynamický modul pružnosti: min. 19,4 GPa dle ČSN 73 1372 dynamický smykový modul: 7,1 GPa dle ČSN 73 1372 pevnost v tlaku: min. 39.3 MPa dle ČSN EN 196-1 pevnost v tahu za ohybu: min. 6,2 MPa dle ČSN EN 196-1
Alternativní hydraulické pojivo dosahuje stejných parametru jako obdobný směsný cement CEM II 32,5. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezuji emise CO2
Příklad 5
Nejprve byla připravena mikromletá mechano-chemicky objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska vysokorychlostním mletím objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky, například zařízením podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byla objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska mechanicky dezintegrována a mechano-chemicky aktivována s vytvořením nových povrchu a částečně vytvořenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic.
Byla získána mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska o specifickém povrchu 14900 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 13,20 pm. Sauterovou hodnotou 4,05 μιη a průměrnou De Brockerovou hodnotou 12,13 pm o zrnitosti do 0,040 mm s následujícím zastoupením frakcí:
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahovala 59 % hmota. Ca2MgSi2O?, 12 % hmota. CaSCE (H2O)2, 9 % hmota. SiO2, 6 % hmota. CaCO3, 7 % hmota. CaeAl2(SC>4)3 (OH)i2 (H2O)26, 1 % hmota. K0,936(Fe2,568 Alo.stu) (Alij4iSi2,59)Oio(OH)2 a 6 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)Si2C>6.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska se homogenizovala s minerálními odprašky, které se vyznačovaly obsahem S1O2 49 % hmota., se specifickým povrch částic 1706cm2/cm3, s velikostí středního zrna 55,3 pm a měrný povrch dle Blaine 278 m2/kg Vzájemný poměr obou složek pří homogenizaci byl: 50 % hmota, minerální odprašky a 50 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska
Následně se homogenizované minerální odprašky a mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska smísily s dalšími složkami v poměru: 30 % hmota, další složky, 35 % hmota, minerální odprašky a 35 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska. Další složky měly následující zastoupení v % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost alternativního hydraulického pojivá:
Všechny složky v suchém stavu byly řádně homogenizované běžnými šaržovými míchačkami s otáčkami 420 otáček/min. Homogenizace se prováděla minimálně po dobu 120 sekund. Takto připravené alternativní hydraulické pojivo se následně smíchalo s vodou, vodní součinitel w/b = 0,4, pro vytvoření cementové pasty, na které se následné zjišťovaly mechanické vlastnosti.
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měly cementové pasty následující technické charakteristiky: objemová hmotnost: 1797 ±14 kg/m3 dynamický modul pružnosti: min. 12,8 GPa dle ČSN 73 1372 dynamický smykový modul: 5,2 GPa dle ČSN 73 1372 pevnost v tlaku: min. 34,8 MPa dle ČSN EN 196-1 pevnost v tahu za ohybu: min. 3,4 MPa dle ČSN EN 196-1
Alternativní hydraulické pojivo dosahuje stejných parametrů jako obdobný směsný cement CEM II 32,5. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezuji emise CO2.
Příklad 6
Nejprve byla připravena mikromletá mechano-chemicky objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska vysokorychlostním mletím objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky, například zařízením podle PUV 2014-29552. Vysokorychlostním mletím byla objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska mechanicky dezintegrována a mechano-chemicky aktivována s vytvořením nových povrchu a částečné vytvořenou pucolánovou aktivitou vznikem reaktivních částic.
Byla získána mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemové stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska o specifickém povrchu 14900 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 13,20 pm, Sauterovou hodnotou 4,05 pm a průměrnou De Brockerovou hodnotou 12,13 pm o zrnitosti do 0,040 mm s následujícím zastoupením frakcí:
-9CZ 33780 U1
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahovala 59 % hmoto. Ca2MgSÍ2O?, 12 % hmota. CaSCE (Η2Ο)2. 9 % hmota. S1O2, 6 % hmota. CaCO3, 7 % hmota. Ca6Al2(SO4)3 (OH)i2 (H2O)26, 1 % hmota. Ko,936(Fe2,568 Alo.stu) (A1ij4SÍ2,59)O 10 (OH)2 a 6 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)SÍ2C>6.
Mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska se homogenizovala s minerálními odprašky, které se vyznačovaly obsahem S1O2 46 % hmota., se specifickým povrch částic 11690 cm2/cm3, s velikostí středního zma 16,1 pm a měrný povrch dle Blaine 437 m2/kg Vzájemný poměr obou složek při homogenizací byl: 50 % hmota, minerální odprašky a 50 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska.
Následně se homogenizované minerální odprašky a mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska smísily s dalšími složkami v poměru: 70 % hmota, další složky, 15 % hmota, minerální odprašky a 15 % hmota, mikromletá mechanicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska Další složky měly následující zastoupení v % hmota., vztaženo na celkovou hmotnost alternativního hydraulického pojivá:
Všechny složky v suchém stavu byly řádně homogenizované běžnými šaržovými míchačkami s otáčkami 420 otáček/min. Homogenizace se prováděla minimálně po dobu 120 sekund. Takto připravené alternativní hydraulické pojivo se následně smíchalo s vodou, vodní součinitel w/b = 0,4, pro vytvoření cementové pasty, na které se následně zjišťovaly mechanické vlastnosti
Na základě provedených empirických a pevnostních zkoušek po 28 dnech měly cementové pasty následující technické charakteristiky: objemová hmotnost: 1814 ± 17 kg/m3 dynamický modul pružnosti: min. 18,9 GPa dle ČSN 73 1372 dynamický smykový modul: 7,3 GPa dle ČSN 73 1372 pevnost v tlaku, min. 49,3 MPa dle ČSN EN 196-1 pevnost v tahu za ohybu: min. 2,9 MPa dle ČSN EN 196-1
Alternativní hydraulické pojivo dosahuje stejných parametru jako obdobný směsný cement CEM II 42,5. Oproti tradiční cestě se využívá upravený odpadní materiál, který je navíc zpracován s minimální uhlíkovou stopou, čímž se omezují emise CO2.
Průmyslová využitelnost
Alternativní hydraulické pojivo podle technického řešení dosahuje stejných parametru jako obdobný směsný cement CEM II 42,5 nebo CEM II 32,5 nebo jako hydraulické silniční pojivo HRB 32,5 a je plnohodnotnou náhradou těchto pojiv. Je využitelné zejména v dopravním stavitelství pro recyklace prováděné za studená, pro zlepšování a úpravy zemin nebo pro hydraulicky stmelené vrstvy.

Claims (5)

NÁROKY NA OCHRANU
1. Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky, vyznačující se tím, že obsahuje 0,58 až 1,35 % hmoto. MgO, 21,67 až 50,57 % hmota. 3CaO S1O2, 1,44 až 3,36 % hmota. 2CaO S1O2, 2,89 až 6,75 % hmota. 3CaO AI2O3, 2,31 až 5,39 % hmota. 4CaO A12O3Fe2O3, 1,11 až 2,59 % hmota. Ca(OH>2 a 15,00 až 35,00 % hmota, mikromleté mechano-chemicky aktivované objemově stálé vysokopecní vzduchem chlazené strusky a 15,00 až 35,00 % hmota, minerálních odprašků.
2. Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky podle nároku 1, vyznačující se tím, že mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska má specifický povrch částic 14800 až 20100 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 7,79 až 12,13 pm, průměrnou Sauterovu hodnota 2,99 až 4,05 pm a průměrnou De Brouckerovu hodnotu 7,79 až 12,13 pm.
3. Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska má následující zastoupení frakcí: 1 až 2 % hmota, frakce < 0,5 pm, 4 až 6 % hmota, frakce 0,5 až 1,0 pm, 22 až 32 % hmota, frakce 1,0 až 5,0 pm, 21 až 28 % hmota, frakce 5,0 až 10,0 pm, 29 až 35 % hmota, frakce 10,0 až 20,0 pm a 3 až 17 % hmota, frakce 20 až 40 pm.
4. Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že minerální odprašky jsou mineralogicky tvořeny minimálně z 42 % hmota. S1O2 a mají specifický povrch částic 1700 až 11700 cm2/cm3, s velikostí středního zrna 14,9 až 66,5 pm a měrný povrch dle Blaine 250 až 480 m2/kg.
5. Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že mikromletá mechano-chemicky aktivovaná objemově stálá vysokopecní vzduchem chlazená struska obsahuje 49 až 59 % hmota. Ca2MgSÍ2C>7, 8 až 12 % hmota. CaSOr 3 až 9 % hmota. S1O2, 5 až 10 % hmota. CaCO3, 7 až 13 % hmota. CaeAUCSOrh (OH)i2 (H2O)26, 1 až 4 % hmota. Ko,936(Fe2,56sAlo,5O4) (Ali,4iSÍ2,59)Oio (OH)2 a 6 až 13 % hmota. Ca(Mg,Al,Fe)Si2O6.
CZ2019-37067U 2019-12-23 2019-12-23 Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky CZ33780U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-37067U CZ33780U1 (cs) 2019-12-23 2019-12-23 Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-37067U CZ33780U1 (cs) 2019-12-23 2019-12-23 Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ33780U1 true CZ33780U1 (cs) 2020-02-25

Family

ID=69637006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-37067U CZ33780U1 (cs) 2019-12-23 2019-12-23 Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ33780U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gencel et al. Effect of waste marble powder and rice husk ash on the microstructural, physico-mechanical and transport properties of foam concretes exposed to high temperatures and freeze–thaw cycles
Zeyad et al. Production of geopolymer concrete by utilizing volcanic pumice dust
US11168029B2 (en) Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions
US10131575B2 (en) Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
US11787742B2 (en) Manufactured natural pozzolan, improved manufactured natural pozzolan-based cement and method of making and using same
US10737980B2 (en) Use of mineral fines to reduce clinker content of cementitious compositions
Klyuev et al. The micro silicon additive effects on the fine-grassed concrete properties for 3-D additive technologies
US10730805B2 (en) Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
Barsi et al. Carbonate rocks as fillers in blended cements: Physical and mechanical properties
CN110128043B (zh) 一种亚微米活性混合材及其制备方法
CN102219405A (zh) 一种建筑垃圾的回收再利用
EP3507256A1 (en) Hyaloclastite, sideromelane or tachylite pozzolan, cement and concrete using same and method of making and using same
Dobiszewska et al. Properties of mortar made with basalt powder as sand replacement
CN104961363B (zh) 一种用立窑厂处理废弃混凝土制活性渣粉和骨料的方法
Mijarsha et al. Influence of cement content on the compressive strength and engineering properties of palm oil fuel ash-based hybrid alkaline cement
Alkhateeb Chemical analysis of ordinary Portland cement of Iraq
Reig et al. Reutilization of Ceramic Waste as Supplementary Cementitious Material
KR101222212B1 (ko) 바텀애쉬를 주골재로 이용한 콘크리트 조성물 및 그 제조방법
Maza et al. Combined Effect of Marble Waste as Powder and Aggregate Form on the Proprieties of the Mortar.
KR102535232B1 (ko) 고강도 결합재 조성물 및 이를 구비하는 증기양생 콘크리트 조성물
CZ33780U1 (cs) Silniční směsné hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou a minerálními odprašky
WO2022203642A1 (en) Production method of geopolymer binder
CZ33781U1 (cs) Alternativní hydraulické pojivo s aktivovanou vysokopecní struskou
Safer et al. Study of the behavior in the fresh and hardened state of an eco-concrete based on dredged sediments
AHMED et al. Blended metakaolin and waste clay brick powder as source material in sustainable geopolymer concrete

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20200225