DK154094B - Anvendelse af hoejovnsslaggesand ved dige- eller daemningsbygning - Google Patents

Description

i

DK 154094 B

Opfindelsen angår anvendelsen af højovnsslaggesand ved bygningen af diger eller dæmninger.

Højovnsslagger, som i hovedsagen består af kalk, magne= siumoxid, aluminiumoxid og silikater, fremkommer under 5 fremstillingen af råjern i højovne i store mamgder son kunstig stensmelte. Hvis denne stadigvæk flydende ud fra højovnen kommende slagge afkøles hurtigt i vand, opstår der det granulerede højovns-slaggesand eller jernværkssand, som i modsætning til fast højovnsslagge, der opstår ved lang-r 10 som afkøling af den flydende slaggestrøm og har en høj krystallinitetsgrad, har en i hovedsagen glasagtig, amorf struktur, hvorved amorficitetsgraden i reglen ligger ved ca, 90%. Metoder til fremstillingen af dette høj ovns s lag-gesand og dets egenskaber er f.eks. beskrevet udførligt 15 i fagbogen "Hochofenschlacke" af Prof. Keil, Diisseldorf 1963. I forbindelse med jern·'· og stålfremstillingen er højovnsslaggesandet et generende biprodukt for industrien. Fjernelsen og oplagringen af det er forbundet med store omkostninger, især på grund af, at der efter en hvis op-20 lagringstid indtræder en befæstigelseseffekt. Befæstigelsen er derved så stærk, at der til sprægniiigen af større, af højovnsslaggesand dannede klumper kræves ca. 12 kg dynamit pr. ton, medens f.eks. klippestykker eller kampesten kun kræver ca. 1 kg dynamit pr. ton. Inden for den 25 jern- og stålfremstillende industri hersker der en betydelig interesse i at kunne anvende højovnsslaggesand direkte til formål, hvor højovnsslaggesandet'på 'grund af dets særlige egenskaber kan anvendes i store mængder, hvorved derudover transportomkostningerne skal være forholdsvis 30 små. Blandt højovnsslaggesandets positive egenskaber kan der især nævnes dets hydrauliske bindeevne, som i tidens løb bevirker den ovennævnte befæstigelse. Et højovnsslaggesandslag har en gennemtrængelighed, der er så stor, at overfladevand kan sive bort ned i undergrunden, således

DK 154094B

2 som det allerede er kendt ved brugen af højovnsslaggesand blandet sammen med ler eller lerkis som daskjord, f.eks. til parkerings- eller sportspladser (DE-patentskrift 476.884; DE-offentliggørelsesskrift 27 31 369).

5 Derudover er det allerede kendt at anvende højovnsslagge sand, frem for alt inden for cementindustrien, i forbindelse med fremstillingen af slaggecement. Cementindustrien kan dog ikke på en for den jern- og stålfremstillende industri ønskværdig måde optage de betydelige mængder af 10 til stadighed opstående højovnsslaggesand.

Fra DE-offentliggørelsesskrift nr. 27 29 985 kendes en anvendelse af den indledningsvis nævnte type, ved hvilken en digekerne dannes ved, at en passende udpumpet forskalling opfyldes med en cementblanding, der blandt andet som 15 tilslagsmateriale indeholder høj ovns s lagges and. Denne på denne måde dannede vandafskærmende kerne har den ønskede fleksibilitet til også at kunne udligne bundbevægelser.

Selve kernen dækkes derpå på kendt måde med en jordpåfyldning, som derpå forsynes med den traditionelle bevoksning.

20 Højovnsslaggesandet anvendes altså herved kun i forbindelse med cement og bibringer den fremstillede betonlignende masse en god elasticitet, således som dette f.eks. også er kendt fra "Merkblatt uber Hochofenschlacke fiir Tragschich-ten, Unterbau und Untergrundverbesserung im StraPenbau", 25 udgave 1972, fra Forskningsselskabet for Vejvæsenet. Diger, der er fremstillet på denne måde, har som traditionelle diger det problem, at der let kan optræde digebeskadigelser som følge af slag, altså som følge af huller, der ved •hjælp af brændingen er slået ind i digeskråningen, såvel 30 som følge af overstrømning, f.eks. på grund af isskruning eller som følge af bølgeoverskylning forårsaget af skråningsskridninger, bagudgående revner og sammenstyrtninaer, som ofte fører til fuldstændig ødelæggelse af en digestrækning.

3 DK 154094B

Derudover kan skadedyr, såsom jordrotter, mus, muldvarpe, kaniner, ræve og andre årsager, såsom bundbetingede processer i form af sætninger, lommedannelser og svindingsfrembringelser bringe digens bestående i fare.

5

Også fra "StraPenbau-Technik" nr, 10, 1961, side 549 ff. er det kendt at anvende højovnsslagger inden for vandbygningen. Det drejer sig dog her om anvendelsen af krystallinsk højovnsslagge, som eventuelt før anvendelsen er for-arbejdet til knust sand, som derpå anvendes som tilslagsmateriale. DE-offentliggørelsesskrift .'nr. 17 84 264 angår brugen af sten fra smelteslagge henholdsvis højovnsslagge inden for vandbygning, hvorved der gøres brug af den kendsgerning, at de af slaggen dannede stens kapillarer lukkes, så at der altså ikke forekommer nogen vandoptagning. Her-X 5 ved bliver med henblik på digebefæstigelsen stenene udlagt i tættest mulig pakning og i fugerne udstøbes der med beton eller bitumen. Også sådanne diger har tilbøjelighed til de beskrevne beskadigelser. X denne forbindelse skal det dog fremhæves, at diger, som fuldstændigt er belagt med sten, ikke blot af landskabsbeskyttelsesårsager, men også af omkostningsmæssige årsager, ikke kan anlægges gennemgående, men kun inden for området af bymæssige bebyggelser og lignende bebyggelser, medens der ellers anvendes diger med grøn bevoksning. Der er allerede gjort forsøg på 2 5 at løse problemet med skadedyrsangreb ved diger ved at udlægge plastmaterialer, såsom PVC eller polyethylen ("Kunststoffe im Wasserbau", Bauingenieur-Praxis, hæfte 125, 1971), men der er herved ikke opnået tilfredsstillende resultater.

Især betyder den ekstra anbringelse af plastfolier osv. en 3 0 yderligere arbejds- og omkostningsanvendeIse som ved digebygning i betragtning af de planlagte digestrækninger i reglen ikke kan tolereres.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en anvendelse 3 5 af den indledningsvis nævnte type, ved hvilken fremstil-

DK 154094 B

4 lingen af pålidelige over for beskadigelser på grund af vand, på grund af bundbetingede processer, såsom sætninger, lommedannelser og svind, samt især over for skadedyrsangreb, pålideligt sikrede diger muliggøres.

5

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der imellem digets sandkerne og lerbund. eller klæglag anbringes et udelukkende af højovnsslaggesand bestående mellemlag.

En foretrukken udførelsesform for opfindelsen er ejendommelig ved, at højovnsslaggesandet har en amorficitetsgrad på mindst 90%.

Ifølge opfindelsen foreslås det endvidere, at højovnsslag- 15 gesandet har følgende sammensætning: 0,4 vægt% granalier; 13,4 vægt% vandf 0,19 vægt% uopløselig rest; 35,20 vægt%

Si02; 0,70 vægt% Ti02; 11,40 vægt% Al20^; 0,53 vægt% FeO; 0,3 vægt% MnO; 41,87 vægt% CaO; 5,1 vægt% MgO; 3,13 vægt%

CaS; 0,31 vægt% Na~0; 0,45 vægt% K-O; 0,02 vægt% SO- og 20 Δ z 0 0,007 vægt% P.

En særlig foretrukken udførelsesform for opfindelsen er ejendommelig ved, at højovnsslaggesandet er fremstillet ved, at den fra højovnen ved en temperatur på mindst 1300 eC ankom-mende flydende slagge ledes ind i brændepunktet af en kold fo- £ 9 kuserende højtryksvandstråle. Herved undgås brugen af en efterfølgende hurtigtdrejende skovltromle eller lignende indretning. På grund af den koncentrerede afgysningsvirkning og den mekaniske virkning af den fokuserende vandstråle frem-3Q stilles der alene ved hjælp heraf et overordentligt finkornet højovnsslaggesand, som udviser særlige gunstige egenskaber i forbindelse med den opfindelsesmæssige anvendelse. Herved foretrækkes det især, at den flydende slagge ved indledningen i den fokuserende vandstråle har en temperatur på ca. 1350°C , hvorved opnås,at amorficiteten bliver særlig høj.

3 5

Endelig kan ifølge opfindelsen vandstrålen særligt hensigtsmæssigt fremstilles ved hjælp af en dyseindretning med et tryk på ca. 8 bar.

5

DK 154094 B

De ovenfor nævnte digebeskadigelser undgås pålideligt, især som følge af, at der ifølge opfindelsen tilvejen-bringes et udelukkende af højovnsslaggesand bestående mellemlag ved diger med naturlig bevoksning imellem sandkern-5 en og lerbundén, hvorved højovnsslaggesandet må omfatte en usædvanlig høj amorficitetsgrad. Også vejrlige beskadigelser som følge af nedbør, frost og tørhed, hvilket især kan føre til bortskylning af digebunden, skader på græsbunden og svindrevner i digelegemet, forekommer ikke. Disse positive virkninger opnås i overraskende grad ved, at det med tiden fortløbende hærdnende mellemlag af højovnsslaggesand, som selv efter afsluttet fremstilling beholder en vis elasticitet, ved anbringelse i tilstrækkelig tykkelse modstår 15 vandtrykket, også selv om det lerlag, som hviler oven på det skylles bort, så at selv en bagfra virkende skylning af diget på grund af bølger, der slår over, ikke mere er mulig. Især er det overraskende, at det ikke længere er muligt for de nævnte digeskadedyr at trænge igennem høj-20 ovnsslaggesandslaget. Denne overraskende virkning skyldes åbenbart, at det anvendte højovnsslaggesand på grund af dets amorficitetsgrad, altså dets høje grad af glasagtig struktur, danner fine nåle, som trænger ind i skadedyrenes hud og graveværktøjer, så at disse straks ophører med deres

O R I

graveaktivitet, når de når frem til højovnsslaggesandsmellemlaget fra digets bevoksede overflader. Det kendte fænomen med, at diger svækkes på grund af animalske skadevolderes udgravninger lader sig således undgå i pålidelig grad.

30 løvrigt lader højovnsslaggesandet, anvendt i overensstemmelse med opfindelsen, sig også anvende som brolægningsfundament til optagelse af brolægningsstenene i området af stenskråningen ved diger. Også til de til digebygningen nødvendige bygningsveje lader højovnsslaggesandet sig na-35 turligvis anvende på kendt måde, da et heraf fremstillet bærelag allerede før komprimeringen ved hjælp af en vibrationsudglatningshjulvalse eller lignende lader sig køre på af tunge køretøjer, uden at der optræder nogen væsentlig

DK 154094B

6 deformering. Til dette i og for sig kendte formål kan højovnsslaggesandet naturligvis også bindes med cement, medens et opfindelsesvæsentligt træk allerede består i, at der til mellemlaget imellem sandkernen og lerbunden udelukken-5 de anvendes højovnsslaggesand.

Brugen af højovnsslaggesand i stedet for cement ved digebygningen er også en fordel på grund af, at højovnsslagge-sand af de allerede nævnte grunde er afgjort omkostningsgunstig. Dette gælder frem for alt, når transportomkostningerne er meget små, således som det ofte er tilfældet, da højovne i reglen anbringes ved vandveje, og transporten af højovnsslaggesand fra højovnen til digebygningsstedet som følqe heraf kan foregå pr, skib.

15

Yderligere træk og fordele ved opfindelsen beskrives nedenfor under henvisning til den skematiske tegning, hvoraf 2Q fig. 1 viser et ifølge opfindelsen fremstillet dige, set i tværsnit, og fig. 2 et apparat til fremstilling af det ifølge opfindelsen anvendte højovnsslaggesand, set i lodret snit.

25

Som det fremgår af fig. 1, er der over en sandkerne, 5 anbragt et højovnsslaggesandsmellemlag 2. Oven på dette er der anbragt en lerbund eller et klæglag 3, medens et græstørvslag 4 afslutter, digets belægning. Ved søsiden danner højovnsslaggesandsmellemlaget samtidigt et

V U

brolægningsfundament eller -leje 8 til skråningssten .

På landsiden består belægningen 7 og/eller underlaget 6 for en vej i givet fald ligeledes af højovnsslaggesand.

De.t i fig. 2 viste . apparat til· fremstilling af det 35 ifølge opfindelsen anvendte højovnsslaggesand omfatter en højtryksdyseindretning 10, som frembringer en på tegningen i retning af pilen 12 imod højre- rettet højtryksvandstråle 14, som er tildannet på en sådan måde, at den foku-

_ > . . ^ A . a ^ . . -» n T

Claims (6)

15 Højovnsslaggesandet falder derpå iøvrigt nedad og bliver på den på tegningen viste måde i form af et ssfaggesands-lag 20 ført bort ved hjælp af en transportør siler en lignende indretning. De i beskrivelsen ovenfor, på tegningen såvel som i krave·*· 20 ne nævnte træk ifølge opfindelsen kan foreligge enkeltvis, såvel som i vilkårlige kombinationer ved realiseringen af opfindelsen i dens forskellige udførelsesformer. Patentkrav-

1. Anvendelse af højovnsslaggesand ved bygningen af diger, kendetegnet ved, at der imellem sandkernen (5) og lerbunden eller klæglaget (3) i diget anbringes et udelukkende af højovnsslaggesand bestående mellemlag (2).

2. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at højovnsslaggesandet har en amorficitetsgrad på mindst 90%. DK 154094B

3. Anvendelse ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at højovnsslaggesandet har følgende sammensætning: 0,4 vægt% granalier; 13,4 vægt% vand; 0,19 vægt% uopløselig rest; 35,20 vægt% SiC^; 0,70 vægt% TiC^; 11,40 vægt% A^O^; 5 0,53 vægt% FeO; 0,3 vægt% MnO; 41,87 vægt% CaO; 5,1 vægt% MgO; 3,13 vægt% CaS; 0,31 vægt% Na20; 0,45 vægt% K^O; 0,02 vægt% SO^ og 0,007 vægt% P.

4. Anvendelse ifølge et af kravene 1-3, kendeteg-10 net ved, at høj ovns slaggesandet, er fremstillet ved, at der ledes flydende slagge, der ankommer fra højovnen med en temperatur på -mindst 1300°C, ind i brandpunktet af en kold fokuserende højtryksvandstråle.

5. Anvendelse ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den flydende slagge ved indledningen i den fokuserende vandstråle har en temperatur på ca. 1350°C.

,6. Anvendelse ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet 20 ved, at vandstrålen fremstilles ved hjælp af en dyseindretning med et tryk på ca. 8 bar, 25 30 35