CZ36301U1 - Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem - Google Patents
Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ36301U1 CZ36301U1 CZ202240074U CZ202240074U CZ36301U1 CZ 36301 U1 CZ36301 U1 CZ 36301U1 CZ 202240074 U CZ202240074 U CZ 202240074U CZ 202240074 U CZ202240074 U CZ 202240074U CZ 36301 U1 CZ36301 U1 CZ 36301U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cement
- fine
- waste glass
- finely ground
- concrete
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 30
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 19
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000010198 maturation time Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- 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
- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem
Oblast techniky
Technické řešení se týká složení jemnozmné betonové směsi, v níž je cement částečně nahrazen jemně mletým odpadním sklem.
Dosavadní stav techniky
Obecně nej rozšířenějším a nej používanějším stavebním materiálem v dnešní době je beton. Beton je kompozitní stavební materiál, který se skládá z pojivá, plniva, vody, přísad a příměsí. Každá složka betonu propůjčuje a modifikuje charakteristické vlastnosti betonu.
Jemnozmné betonové směsi jsou stavební směsi, které se vyrábějí z hydraulického pojivá, písku či jiného jemnozmného kameniva. Tyto směsi jsou používány např. pro tenkostěnné výrobky, ozdobné prvky či jiné tenkovrstvé technické aplikace.
Tyto materiály se vyznačují dobrými pevnostmi, avšak z hlediska trvanlivosti, zejména z pohledu mrazuvzdomosti, je jejich využití mnohdy omezené. Běžné jemnozmné malty a betony na bázi cementového pojivá vykazují malou mrazuvzdomost.
Významným představitelem tenkovrstvých technických aplikací jsou například cementová mazanina či betonový potěr, což je vrstva betonu zejména používaná vkonstmkci podlah rodinných domů, administrativních budov, garáží, speciálních zpevněných ploch apod. Tato vrstva má funkci podkladní, vyrovnávací a roznášecí. Betonový potěr se vyrábí z cementu, kameniva, resp. písku do velikosti frakce 4 mm a záměsové vody. Betonové potěry dosahují pevnosti v tlaku až 30 MPa.
V současné době jsou neustále zvyšovány požadavky na pevnost a schopnost tohoto materiálu roznášet zatížení. To by bylo možné za pomoci modifikace směsi betonového potěm. Ujemnozmných betonových matric jsou s výhodou využívána mikroplniva, což je inertní (chemicky nereaktivní) plnivo do průměru všech zm 0,125 mm. Mikroplnivo zajistí zvýšení homogenity a hutnosti betonové matrice. Jako mikroplniva do betonu mohou být používány křemenné, nebo vápenné moučky, případně stavební odpady jako je jemně mletý cihelný střep, beton.
Jako velmi vhodný materiál pro přípravu mikroplniva se jeví odpadní sklo. Výhody použití skla jsou amorfní povaha a obsah poměrně velkého množství křemíku a vápníku, což ze skla dělá teoreticky pucolánovou složku. Při náhradě cementu jemně mletým sklem dochází k pozitivnímu příspěvku skelného recyklátu do mikrostruktury cementové matrice.
Technické řešení si klade za úkol navrhnout složení jemnozmné betonové směsi, přičemž částečnou náhradou cementu jemně mletým odpadním sklem bude dosaženo zlepšení mechanických vlastností a trvanlivosti této směsi.
Podstata technického řešení
Uvedený úkol řeší suchá jemnozrnná směs na bázi cementového pojivá pro tenkostěnné výrobky, ozdobné prvky či tenkovrstvé technické aplikace, jejíž přidanou hodnotou je úspora cementu. Směs je tvořená z 16 až 20 % hmota, cementu CEM I 42,5 R; 75 až 80 % hmota, anorganického plniva o zrnitosti 0/2 resp. 0/4 mm; a 1 až 5 % hmota, jemně mletého odpadního skla.
-1CZ 36301 UI
Plnivo tvoří ze 100 % hmota, těžený praný písek o zrnitosti 0 až 2 mm anebo jiné kamenivo o zrnitosti 0 až 4 mm.
Suchá směs jemnozmného kameniva, cementu a jemně mletého odpadního skla se míchá s vodou. Množství záměsové vody odpovídá potřebám zvolené stavební aplikace. Velice dobré vlastnosti má jemnozmná betonová/maltová směs při použití vodního součinitele 0,5.
Příklady uskutečnění technického řešení
Byl připraven jemnozmný beton, ve kterém bylo nahrazeno 10 a 20 % hmotnosti cementu jemně mletým odpadním sklem, což odpovídá 2,5 a 5 % hmotnosti ze suché směsi. Náhrada cementu jemně mletým odpadním sklem v betonové směsi byla zvolena za účelem rozšíření možného materiálového využití odpadního skla, které není možno recyklovat (použít pro opětovnou výrobu skla). Současně byla sledována úspora používaného cementu, jehož výroba je energeticky náročná. Částečná náhrada cementu představuje zároveň úsporu přírodních zdrojů, které je žádoucí vzhledem k úbytku přírodních surovin pro výrobu lupku.
K přípravě jemnozmného betonu byly použity suroviny, jejichž zastoupení ve směsi je uvedeno v Tabulce 1. Jako pojivo byl použit cement CEM I 42,5 R. Dále byl použit normový křemičitý písek frakce 0/2 mm, jemně mleté odpadní sklo a voda. Veškeré suché složky byly naváženy a postupně homogenize vány. Po homogenizaci suchých složek byla přidána voda. Množství vody bylo vypočteno z dávky cementu, resp. cementu a jemně mletého skla. Byl zvolen vodní součinitel 0,5.
Tabulka 1: Receptura jemnozmné betonové směsi
| Označení | Jednotka | REF | OHS I | O1I |
| Hmotnostní obsah mletého skla | ||i|||||||||| | lllllllllllllll | lllilllllllll | |
| CEM I 42.5 R | 11111111111 | 3600 | 3240 | 2880 |
| Mleté sklo | 11111111111 | 0 | 360 | 720 |
| CEN I | 111111111111 | 3600 | 3600 | 3600 |
| CEN II | 111111111111 | 3600 | 3600 | 3600 |
| CEN III | 111111111111 | 3600 | 3600 | 3600 |
| Voda | 111111111111 | 1800 | 1800 | 1800 |
Na vzorcích betonu byly po 7, 28, 90 a 180 dnech zrání stanoveny zkoušky: pevnost v tahu za ohybu a v tlaku dle ČSN EN 12390-3, stanovena objemová hmotnost dle ČSN EN 12390-7, provedena zkouška mrazuvzdomosti dle ČSN 73 1322. Doplňkovou zkouškou bylo stanovení nasákavosti.
Částečná náhrada 10 i 20 % hmota, cementu mletým sklem způsobila ve hmotě jemnozmného betonu nárůst pevností v tlaku (v čase zrání 7, 28 i 90 dní) - zjištěny byly hodnoty vyšší cca o 10 N/mm2 ve srovnání s referenčním betonem, který ve své receptuře obsahoval 100 % hmota, dávku cementu (0 % hmota, skla). Při stanovení pevnosti v tahu za ohybu byl sledován u receptur s obsahem 10 i 20 % hmota, mletého skla zrychlený vývoj počátečních pevností, tzn. po 7 dnech vykazovaly tyto receptury vyšší pevnosti ve srovnání s referenčním betonem cca o 1 až 2 N/mm2. Tento trend byl pozorován i u pevností v tahu za ohybu po době zrání 28 a 90 dní.
Výrazný vliv náhrady cementu mletým odpadním sklem se projevil při zkoušce mrazuvzdomosti, kdy v případě 10 % hmota, náhrady cementu vykazovaly jemnozmné betony odolnost až do
-2CZ 36301 UI
175 cyklů zmrazování a rozmrazování. Betony s částečnou náhradou cementu 20 % hmota, odolaly 100 až 150 cyklům (v závislosti na druhu odpadního skla). Referenční jemnozmný beton se rozpadl již při 100 zmrazovacích cyklech.
Technické parametry jemnozmných betonů s částečnou náhradou cementu mletým odpadním sklem (10 a 20 % hmota.) jsou uvedeny v Tabulce 2.
Tabulka 2: Technické parametry jemnozmných betonů s náhradou cementu
| Vlastnost | Jednotka | OHS I | |||
| Hmota, obsah mletého skla | 0% | 10% | 20% | ||
| Pevnost v tahu za ohybu | 7 dnu zrání | 5,28 | 5,95 | 6,67 | |
| 28 dnu zrání | ΙΐΒίΟΙΙ | 5,85 | 6,79 | 7,50 | |
| 90 dnu zrání | ||1|ΒΒ|Ι| | 6,47 | 7,50 | 9,41 | |
| Pevnost v tlaku | 7 dnu zrání | ||1|ΒΒ||| | 35,77 | 36,10 | 45,88 |
| 28 dnu zrání | 43,06 | 45,34 | 53,35 | ||
| 90 dnu zrání | ιιβιΐιι | 49,58 | 57,30 | 63,46 | |
| Objemová hmotnost po 28 dnech zrání | kgm3 | 2070 | 2050 | 2090 | |
| Koeficient mrazuvzdomosti | 100 cyklech | iiiiiiill | 50,28 | 98,79 | 91,97 |
| 150 cyklech | ||||1|||| | 0,00 | 105,85 | 83,67 | |
| 175 cyklech | ||||1|||| | 0,00 | 107,55 | 0,00 | |
| Nasákavost po 28 dnech zrání | 8,8 | 8,2 | 7,7 |
Výhodou navržené směsi je, že při použití odpadního skla jako částečné náhrady cementu dojde ke zvýšení některých užitných vlastností výsledného produktu: zvýšení pevnosti v tlaku, (zvýšení pevnosti v tahu za ohybu), snížení nasákavosti a k zásadnímu zvýšení odolnosti proti mrazu.
Důležitým aspektem je také environmentální přínos - využití odpadního skla, které již není možno recyklovat ve smyslu opětovného využití pro výrobu skla.
Z hlediska ekonomického při dosažení požadovaných mechanických parametrů konečného výrobku je výhodná směs, v níž je nahrazeno hydraulické pojivo (cement) 10 až 20 % hmota, jemně mletým odpadním sklem.
Claims (1)
1. Suchá jemnozmná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem, vyznačující se tím, že je tvořena z 16 až 20 % hmota, cementu CEM I 42,5 R; 75 až 80 % hmota, anorganického plniva 5 o zrnitosti 0/2 resp. 0/4 mm; a 1 až 5 % hmota, jemně mletého odpadního skla.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202240074U CZ36301U1 (cs) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202240074U CZ36301U1 (cs) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ36301U1 true CZ36301U1 (cs) | 2022-08-18 |
Family
ID=83005782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ202240074U CZ36301U1 (cs) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ36301U1 (cs) |
-
2022
- 2022-07-14 CZ CZ202240074U patent/CZ36301U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leung et al. | Sorptivity of self-compacting concrete containing fly ash and silica fume | |
| Shannag | High strength concrete containing natural pozzolan and silica fume | |
| Topçu et al. | Experimental investigation of some fresh and hardened properties of rubberized self-compacting concrete | |
| Nath et al. | Geopolymer concrete for ambient curing condition | |
| Péra et al. | New applications of calcium sulfoaluminate cement | |
| Li et al. | Influence of fly ash and its mean particle size on certain engineering properties of cement composite mortars | |
| Atiş et al. | Properties of steel fiber reinforced fly ash concrete | |
| Güneyisi et al. | Strength and drying shrinkage properties of self-compacting concretes incorporating multi-system blended mineral admixtures | |
| Uygunoğlu et al. | The role of scrap rubber particles on the drying shrinkage and mechanical properties of self-consolidating mortars | |
| Mtarfi et al. | Effect of fly ash and grading agent on the properties of mortar using response surface methodology | |
| Gowda et al. | Performance evaluation of alkali activated slag based recycled aggregate pervious concrete | |
| Khayat et al. | Shrinkage of precast, prestressed self-consolidating concrete | |
| Hossain et al. | Effect of cement content and size of coarse aggregate on the strength of brick aggregate concrete | |
| Kockal et al. | Effect of environmental conditions on the properties of concretes with different cement types | |
| Oluborode et al. | Self-compacting concrete: strength evaluation of corn cob ash in a blended Portland cement | |
| Long et al. | Mechanical properties of prestressed self-consolidating concrete | |
| Aliyu et al. | The use of quarry dust for partial replacement of cement in cement-sand mortar | |
| CZ307741B6 (cs) | Způsob pro přípravu betonu s využitím recyklátu z inertního stavebně demoličního odpadu | |
| Abderrahmane et al. | The use of Crushed Ceramic Waste as Granular Corrector in the Manufacture of the Mortars Based on Dune Sand. | |
| CZ36301U1 (cs) | Suchá jemnozrnná směs na bázi cementu s jemně mletým odpadním sklem | |
| Ravinder et al. | Study on compressive strength of concrete on partial replacement of cement with ground granulated blast furnace slag (GGBS) | |
| PROIZVODNJI et al. | Valorization of brick wastes in the fabrication of concrete blocks | |
| Anejo et al. | Rate of Strength Development of Concrete Made Using Selected Nigerian Cement Brands | |
| Pavlů et al. | Optimization of the recycled masonry aggregate concrete mixture for structural utilization | |
| Volaš et al. | Effect of the HRWRA Quantity on Durability Properties of Self-Compacting Concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20220818 |