CZ36331U1 - Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu - Google Patents
Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ36331U1 CZ36331U1 CZ2022-40103U CZ202240103U CZ36331U1 CZ 36331 U1 CZ36331 U1 CZ 36331U1 CZ 202240103 U CZ202240103 U CZ 202240103U CZ 36331 U1 CZ36331 U1 CZ 36331U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- concrete
- recycle
- natural
- brick
- concrete mixture
- 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
- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
- C04B18/167—Recycled materials, i.e. waste materials reused in the production of the same materials
-
- 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
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/28—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/32—Polyethers, e.g. alkylphenol polyglycolether
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu
Oblast techniky
Technické řešení se týká složení betonové směsi, v níž je přírodní těžené kamenivo frakce 4/8 nahrazeno betonovým a cihelným recyklátem.
Dosavadní stav techniky
Beton je v současné době nej rozšířenějším a nej používanějším stavebním materiálem. Jedná se o kompozitní stavební hmotu, která se skládá z pojivá, plniva, vody, přísad a příměsí. Každá složka betonu mu propůjčuje a modifikuje jeho charakteristické vlastnosti.
Důležitou roli v betonové směsi hraje kamenivo neboli plnivo, které má ve výsledném betonu funkci kostry. Jako plnivo je využíváno převážně přírodní kamenivo. Současný stav zásob přírodního kamene a zároveň trend či zřejmá nutnost zavádění recyklovaných materiálů do výroby stavebních materiálů nahrává využívání recyklátů z demolic staveb (SDO), které mohou přírodní kamenivo nahradit. Argumentů pro zpracovávání SDO ve formě recyklovaného kameniva do betonuje celá řada. Od roku 1991 nebyly v ČR otevřeny žádné nové kamenolomy ani pískovny a výhledově není otevření nového lomu plánováno. Ba naopak ve výhledu následujících 10 let je uzavírání současných kamenolomů a pískoven, a to až na polovinu současného stavu. Již nyní jsou na stavbách zaznamenávány problémy s dodávkami přírodního kamene/kameniva pro výrobu betonu.
Naproti tomu vzniká ve stavebním průmyslu mnoho odpadu, jako jsou beton, cihly, tašky a keramické výrobky, resp. směsi těchto odpadů. V posledních letech se jedná průměrně o cca 16 mil. tun tohoto odpadu za rok. Pokud by se podařilo zavést využívání recyklátů z SDO do běžné stavební praxe, bylo by možno ušetřit velkou část z celkové roční spotřeby kameniva využívaného pro výrobu betonu.
Obecně lze konstatovat, že betonové a cihelné recykláty vykazují vyšší pórovitost a s tím spojenou nasákavost, než je tomu u přírodního kameniva. Dále pak nižní objemovou a sypnou hmotnost. To ovlivňuje vlastnosti betonu, který takové recyklované kamenivo obsahuje. Betony s obsahem recyklátů nedosahují většinou takových pevností, jako tomu je u betonů s přírodním hutným kamenivem. Nižší bývá i hodnota modulu pružnosti betonu.
Recyklované kamenivo s SDO představuje dobrý zdroj náhrady přírodního kameniva. Důležitý je návrh/vytvoření vhodné receptury betonu a ověření technologie jeho výroby.
Technické řešení si klade za úkol navrhnout složení zavlhlé betonové směsi, vhodné pro výrobu prefabrikovaných stavebních prvků.
Podstata technického řešení
Směs zavlhlého betonu, v jehož receptuře bylo plně nahrazeno přírodní plnivo frakce 4/8 mm betonovým recyklátem, resp. betonovým a cihelným recyklátem ve vhodném poměru.
Plnivo v betonové směsi tvoří těžený písek o zrnitosti 0 až 4 mm anebo jiné přírodní kamenivo o zrnitosti 0 až 4 mm a betonový recyklát, resp. směs betonového a cihelného recyklátu, frakce 4 až 8 mm.
-1CZ 36331 UI
Směs zavlhlého betonuje tvořená 15 až 17 % hmota, cementu CEM I 42,5 R, 53 až 55 % hmota, přírodním plnivem o zrnitosti 0/4 mm, 13 až 22 % hmota, přečištěným betonovým recyklátem frakce 4/8 mm, 0 až 8 % přečištěným cihelným recyklátem frakce 4/8 mm, 0,15 až 0,2% plastifikátoru na bázi polykarboxylátetheru a 7,5 až 9,0 % vody.
Příklady uskutečnění technického řešení
Betonový a cihelný recyklát frakce 8/32 mm byl před aplikací do betonu upraven - podrcen a proséváním přes soustavu sít vytříděn. Tímto způsobem byl získán betonový recyklát frakce 4/8 mm a cihelný recyklát frakce 4/8 mm.
K přípravě zavlhlého betonu byly použity suroviny, které jsou uvedeny v Tabulce 1. Jako pojivo byl použit portlandský cement CEM I 42,5 R. Dále byl použit přírodní písek frakce 0/4 mm (Hrušovany), betonový recyklát, cihelný recyklát, voda a plastifikační přísada. Veškeré suché složky byly naváženy a postupně homogenizovány po dobu nutnou pro získání konstantních vlastností směsi. Na počátku homogenizace bylo provedeno řádné promíchání kameniva, poté byl přidán cement. Po homogenizaci suchých složek byla přidána voda, jejíž množství odpovídá požadavkům na zavlhlou směs pro vibrované betonové výrobky. Dle technických návodů výrobce použitého plastifikátoru bylo nejdříve vlito 80 % dávky vody a po 2 min. míchání vlito zbylé množství vody s plastifikátorem.
Tabulka 1: Receptura zavlhlé betonové směsi (m3)
| Označení | Jednotka | ΙΙΙΙΙΙ1ΙΗΙΙΙΙΙΙΪ | |||||||||1||||||| |
| CEM 1 42.5 R | lllllillil | 350 | 350 |
| Kamenivo přírodní f. 0/4 | 1111111111111 | 1200 | 1200 |
| Bctonovv reevklát f. 4/8 | 11111111111111 | 482 | 330 |
| Cihclnv reevklát f. 4/8 | lllllillil | 0 | 145 |
| Plastifíkátor Glcmium ACE | 1111111111111 | 3,5 | 3,5 |
| Voda | 11111111111111 | 175 | 190 |
Ze zavlhlé betonové směsi byla v kovových formách na vibračním stole vyrobena sada zkušebních těles. Na vzorcích betonu byly po 7, 28, 90 dnech zrání stanovena 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.
U receptury, ve které bylo nahrazeno přírodní kamenivo betonovým recyklátem (označení 100B) nebyly pozorovány žádné odchylky od standardní (srovnávací) směsi, která obsahovala pouze přírodní kamenivo. Po 28 dnech zrání dosahovala pevnost v tlaku 40,13 N/mm2, pevnost v tahu za ohybu 5,47 N/mm2. Pevnostní charakteristiky po 90 dnech zrání: pevnost v tlaku 53,68 N/mm2, pevnost v tahu za ohybu 6,49 N/mm2. Nasákavost vykazovala hodnotu 7,0 %, což je o 0,9 % více než u referenčního betonu. Koeficient mrazuvzdomosti betonu s náhradou přírodního kameniva betonovým recyklátem vyhovuje limitním hodnotám pro 100 cyklů zmrazování a rozmrazování. Dosáhl výrazně lepších pevnostních parametrů po zkouškách mrazuvzdomosti, než tomu bylo u referenčního betonu.
Vyrobený zavlhlý beton odpovídá požadavkům na typ betonu třídy C30/37 a třídě prostředí XF1, resp. XF3.
U receptury, ve které bylo nahrazeno přírodní kamenivo betonovým a cihelným recyklátem v poměru 70:30 (označení 70B:30C) byly zjištěny pevnostní charakteristiky nižší než u betonu
-2CZ 36331 UI s betonovým recyklátem. Oproti referenčnímu betonu byly pevnost v tlaku po 7 dnech o 10 N/mm2 nižší, po 28 a 90 dnech nižší o cca 20 N/mm2. Pevnosti v tahu za ohybu se v průběhu 7 až 90 dnů zrání pohybovaly v rozpětí 3,35 až 5,9 N/mm2, což bylo cca o 1 N/mm2 méně než u referenčního betonu. Výrazný byl rozdíl v hodnotách nasákavosti betonů s přírodním kamenivem a betonů s náhradou přírodního kameniva betonovým a cihelným recyklátem, který činil 1,9 %.
Výborných výsledků bylo dosaženo při zkoušce mrazuvzdomosti. Koeficient mrazuvzdomosti betonu s náhradou přírodního kameniva betonovým a cihelným recyklátem splňuje všechny požadavky pro 150 cyklů zmrazování a rozmrazování. Dosáhl výrazně lepších pevnostních parametrů po zkouškách mrazuvzdomosti, než tomu bylo u referenčního betonu a také odolal více zmrazovacím cyklům, než tomu bylo u betonu s náhradou kameniva pouze betonovým recyklátem.
Vyrobený zavlhlý beton s označením 70B:30C odpovídá požadavkům na typ betonu třídy C30/37 a třídě prostředí XF1, resp. XF3.
Technické parametry zavlhlých betonů s obsahem betonového recyklátu, resp. betonového a cihelného recyklátu jsou uvedeny v Tabulce 2.
Tabulka 2: Technické parametry zavlhlého betonu s betonovým a cihelným recyklátem
| Vlastnost | Jednotka | Dosažená hodnota | |
| 10OB | |||
| Pevnost v tahu za ohybu po 28 dnech zrání | ||/BÍÍrŮíiÍ|| | 5,47 | 4,79 |
| Pevnost v tahu za ohybu po 90 dnech zrání | 6,49 | 5,91 | |
| Pevnost v tlaku po 28 dnech zrání | ll/WiiůOI/l | 40,13 | 34,71 |
| Pevnost v tlaku po 90 dnech zrání | ll/Biiijilii | 53,68 | 45,96 |
| Objemová hmotnost po 28 dnech zrání | kgm3 | 2180 | 1990 |
| Koeficient mrazuvzdomosti po 50 cyklech | 98,27 | 96,17 | |
| Koeficient mrazuvzdomosti po 100 cyklech | 81.51 | 91,43 | |
| Koeficient mrazuvzdomosti po 150 cyklech | - | 82,25 | |
| Nasákavost po 28 dnech zrání | 7,0 | 7,9 |
Přínosem zapracování betonového a cihelného recyklátu vzniklého z demolic staveb (příp. jako odpad ve výrobě) do hmoty betonuje v současné době velice diskutovaným tématem.
Odbornou veřejností je sledována nutnost využívání odpadů z demolic staveb. Ověřením vhodné kombinace recyklátů do receptury betonu a postupným zaváděním tohoto typu kameniva do běžné stavební praxe bude možné dosáhnou snížení množství odpadního materiálu na skládkách.
Claims (1)
1. Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu, vyznačující se tím, že je tvořená z 15 až 17 % hmota, cementu CEM I 42,5 5 0/4 mm, 13 až 22% hmota, přečištěným přečištěným cihelným recyklátem frakce polykarboxylátetheru a 7,5 až 9,0 % vody.
R, 53 až 55 % hmota, přírodním plnivem o zrnitosti betonovým recyklátem frakce 4/8 mm, 0 až 8 % 4/8 mm, 0,15 až 0,2% plastifikátoru na bázi
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-40103U CZ36331U1 (cs) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-40103U CZ36331U1 (cs) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ36331U1 true CZ36331U1 (cs) | 2022-09-06 |
Family
ID=83193136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-40103U CZ36331U1 (cs) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ36331U1 (cs) |
-
2022
- 2022-07-26 CZ CZ2022-40103U patent/CZ36331U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Papachristoforou et al. | Evaluation of workability parameters in 3D printing concrete | |
| Poon et al. | Effects of contaminants on the properties of concrete paving blocks prepared with recycled concrete aggregates | |
| Abadou et al. | Ceramic waste influence on dune sand mortar performance | |
| CN111233407B (zh) | 一种3d打印固废混凝土构件及制备方法 | |
| US20020117086A1 (en) | Low shrinkage, high strength cellular lightweight concrete | |
| RU2233254C2 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
| Chouhan et al. | Gainful utilization of dimensional limestone waste as fine aggregate in cement mortar mixes | |
| EP2067753A1 (en) | Concrete Mix | |
| JP7395633B2 (ja) | ポリマーセメントモルタル | |
| KR20040030525A (ko) | 시멘트 제품용 저밀도 규산칼슘 수화물 강도 촉진 첨가제 | |
| Belferrag et al. | Improvement of the compressive strength of mortar in the arid climates by valorization of dune sand and pneumatic waste metal fibers | |
| Ali et al. | Production of light weight foam concrete with sustainable materials | |
| CA2416493A1 (en) | Low shrinkage, high strength cellular lightweight concrete | |
| Ali et al. | The influence of nano-silica on some properties of light weight self-compacting concrete aggregate | |
| Naik et al. | Enhancement in mechanical properties of concrete due to blended ash | |
| Yazıcı et al. | Autoclaved SIFCON with high volume Class C fly ash binder phase | |
| US5292366A (en) | Pumice containing composition | |
| CZ36331U1 (cs) | Betonová směs s optimálním využitím stavebního recyklátu | |
| RU2577348C1 (ru) | Армированная гипсополистиролбетонная смесь | |
| Al-Shathr et al. | Effect of using plastic and rubber wastes as fine aggregate on some properties of cement mortar | |
| Ahmed et al. | Ultra-High Performance Reinforced by Polypropylene Fiber Concrete Made with Recycled Coarse Aggregat | |
| Melnyk et al. | Development of dry mix mortars for floor elements | |
| RU2846816C1 (ru) | Упрочняющая добавка для цементных систем | |
| RU2830336C1 (ru) | Наномодифицированная полистиролбетонная смесь | |
| CZ32449U1 (cs) | Suchá betonová směs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20220906 |