FI92580B - Menetelmä kevytmurskeen valmistamiseksi ja sen käyttö - Google Patents

Description

92580

Menetelmä kevytmurskeen valmistamiseksi ja sen käyttö Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kevytmurskeen valmistamiseksi muodostamalla seos, jossa on lentotuhkaa, 5 joka mahdollisesti voi sisältää muita voimalaitostuhkia tai hienojakoisia teollisuuden sivu- ja jätetuotteita, kalsium-pitoista sideainetta, kuten sementtiä ja/tai kalkkia, vettä sekä huokostinta.

10 Lentotuhkaa syntyy suuria määriä varsinkin hiiltä polttavissa voimalaitoksissa. Sen varastointi ja hävittäminen on muodostunut vakavaksi ongelmaksi ja siksi onkin kohdistettu huomattavia voimavaroja lentotuhkan edelleenhyötykäyttöjen kehittämiseksi. Sitä on mm. ehdotettu käytettäväksi joko 15 sellaisenaan tai seoksena sideaineen, kuten sementin tai kalkin kanssa esim. maatäyttöaineena betonin, sementin ja laastin sideaineena, raaka-aineena sintrattujen kevytaggre-gaattien valmistukseen jne.

20 FI-kuulutusjulkaisussa 81 559 kuvataan maatäytteeksi tarkoitettu massa ja sen valmistusmenetelmä, jolle massalle on ominaista että se on helposti valuva ja täyttää siten hyvin täytettävät ontelot ja raot esim. kaapeleiden ja putkien ympärillä, mutta toisaalta on helposti poistetta-25 vissa esimerkiksi kaivinkoneella tai jopa lapiolla pitkänkin ajan kuluttua. Tällainen massa saadaan sekoittamalla 7-15 % sementtiä ja 95-85 paino-% lentotuhkaa mahdollisesti pienien määrien kanssa muita jätetuotteita, sekä 400-500 1 vettä/m3 ja vaahdonmuodostusainetta määränä niin että 30 valmiin tuotteen ilmasisällöksi tulee 5-25 til.-%. Massa valmistetaan yleensä käyttöpaikalla, tai kuljetuksen aikana käyttöpaikalle, jotta se olisi valmis pumpattavaksi välittömästi sekoittamisen jälkeen.

35 Tunnetaan myös menetelmiä lentotuhkan käyttämiseksi raaka-aineena pelletoitujen ja sintrattujen kevytsoratyyppisten aggregaattien valmistamiseksi ja niiden käyttämiseksi 2 92580 runkoaineena rakennuselementeissä. Tämän menetelmän epäkohtana on ennenkaikkea pelletoinnin ja polton vaatima energia, sekä pelletoidun tuotteen alhainen jäännösaktii-visuus joitakin käyttötarkoituksia varten.

5

Vaikka edellä ehdotetuilla ratkaisuilla pystytäänkin hyödyntämään osa tuotetusta lentotuhkasta, ne eivät ole läheskään riittäviä, ja yksi hiilivoimalaitoisten suuriksi ongelmiksi on muodostunut käyttämättä jäävän lento- ja 10 muun tuhkan hävittäminen ympäristöä säästävällä tavalla. Lentotuhkaa syntyy suuria määriä kylmänä vuodenaikana kun sen kysyntä on pienimmillään. Käyttämättä jäänyt tuhka viedäänkin nykyään sellaisenaan, tai veteen sekoitettuna, sille yleensä voimalaitoksen tuntumassa rajatulle nk. 15 läjitysalueelle.

Tunnetaan myös menetelmä ("The Use of Fly Ash in Production of Bricks, Mortars and Lightweight Aggregates for Concretes", Drojlc, S. et al,. First International Confe-20 rence for the Use of Fly Ash, Silica Fume, Slag and other Mineral By-Products in Concrete, 31.7.-5.8.1983, Montebello, Quebec, Kanada) jossa voimalaitostuhkia on pyritty hyödyntämään suoraan voimalaitoksen varastoalueella. Tällöin levitetään varastoalueella ensin lentotuhkaa 25 kerrokseksi, jonka päälle levitetään sammutettua kalkkia jauheen muodossa määränä 17 paino-% tuhkasta laskettuna, ja sekoitetaan nämä traktorilla. Jo märkään massaan lisätään lisää vettä ja massa kompaktoidaan. Tälle kerrokselle levitetään uudestaan lentotuhkaa, sitten kalkkia ja 30 sekoitus- ja kompaktointiprosessi toistetaan. Kolmen kuukauden kovettamisen jälkeen massa murskataan aggregaa- • · '* tiksi esim. betonia varten. Tässä menetelmässä käytetty paikallissekoittamistekniikka on mm. työvoimavaltaisuutensa johdosta epätaloudellinen ja antaa erittäin epähomogeenisen 35 ja lujuudeltaan vaihtelevan tuotteen. Siinä ei myöskään voida hyödyntää vastasyntyneeseen lentotuhkaan sisältyvää lämpöä ja koska jähmettyminen tapahtuu hitaasti ja epä-

II

92580 3 tasaisesti menetelmän optimaalinen hyödyntäminen siten että lentotuhkan tuottonopeus olisi tasapainossa valmiin aggregaatin valmistusnopeuden kanssa, on vaikeaa.

5

Nyt on keksinnön mukaisesti kehitetty menetelmä joka mahdollistaa voimalaitostuhkien, erityisesti lentotuhkan optimaalisen ympärivuotisen hyödyntämisen paikan päällä välittömästi tuhkan syntymisen yhteydessä tavalla, joka on 10 sekä laiteteknisesti yksinkertainen että työvoimapanoksel-lisesti edullinen. Menetelmän avulla voidaan valmistaa erityisesti rakennuselementtien runkoaineeksi, mutta myös esimerkiksi tiepohjien kunnostamiseen ja täyttämiseen sopivaa, kevyttä mutta erittäin hyvät lujuusominaisuudet 15 omaavaa mursketta. Valmistetun murskeen ominaisuudet voidaan hyvin hyödyntää käytettäessä sitä kalkkihiekkaele-menttien, nk. kevytharkkojen runkoaineena, jolloin valmiin kalkkihiekkaelementin loppulujuus on moninkertainen raaka-aineen lujuuteen verrattuna.

20 Nämä päämäärät saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä jolle on tunnusomaista se että seos muodostetaan välittömästi tuhkan syntymisen, erityisesti voimalaitoksen yhteydessä, ja että käytetään 1-50 paino-% kalsiumpitoista 25 sideainetta laskettuna tuhkan tai tuhkapitoisen komponentin ja sideaineen yhteismäärästä, sekä tästä kuivasta jauhe-seoksesta laskettuna 20-50 paino-% vettä ja 0,01-1 paino-% huokostinta, sekoittamista jatketaan massan huokostamiseksi ilmasisältöön 20-50 til.%, minkä jälkeen massa läjitetään 30 ja saa kovettua ja kovettunut massa murskataan ja mahdollisesti fraktioidaan.

• ·

Keksinnön mukaisen kevytmurskeen rae- tai materiaalitiheys, kun massassa ei käytetä lisävaahtoa tai muita ilman osuutta 35 lisääviä lisäaineita, on noin 700-1300 kg/m3.

4 92580

Edullisesti käytetään seosta, jossa on 90-99 paino-% lentotuhkaa 1-10 paino-% kalsiumpitoista sideainetta 5 25-30 paino-% vettä kuiva-aineesta, ja 0,05-0,25 paino-% huokostinta kuiva-aineesta.

Kalsiumpitoisena sideaineena voidaan käyttää esimerkiksi erilaisia CaO-pitoisia sideaineita, kuten sementtejä, 10 sementti-masuunakuonaseoksia, alkaliaktivoitua kuonaa, sementti- ja kalkkiteollisuuden suodatinpölyjä, kalkkia tai sammutettua kalkkia, jne.

Tuhka voi sisältää mitä voimalaitostuhkaa tahansa, jolla 15 on piilevät hydrauliset ominaisuudet. Osa, esimerkiksi enintään noin 50 paino-%, kuten 5-50 paino-% tuhkasta voidaan korvata esim. rikinpoistotuotteella tai hienojakoisilla teollisuusjätteillä, jollaisia ovat esimerkiksi mineraali- tai metalliteollisuuden flotaatiojättet, tai 20 takaisinkierrätetty hienojakoinen kevytmurske.

Huokostimella tarkoitetaan sellaista ainetta tai ai-neseosta, joka edesauttaa ilmahuokosten muodostumista, vahvistumista ja säilymistä valmistetussa massassa. Voidaan 25 käyttää kaikkia tähän tarkoitukseen sopivia aineita, jollaisia ovat pinta-aktiiviset aineet (tensidit, saippuat) . Keksinnön tarkoituksia varten sopiva huokostin on kauppanimellä Ekoste (toim. Partek Sementti Oy) myytävä tuote, joka on synteettisten pinta-aktiivisten aineiden 30 seos. Käytettävä määrä, 0,01 - 1%, perustuu 100%:seen aktiiviainepitoisuuteen, vaikkakin huokostinta yleensä käytetään vesilaimennuksena.

Huokostavana aineena on myös mahdollista käyttää sopivia 35 kaasua muodostavia aineita, esimerkiksi kaasubetonin valmistuksesta tunnettuja aineita, kuten alumiinipulveria.

li • 92580 5

Massan valmistamiseksi sekoitetaan kaikki aineet voimakkaasti keskenään sekoittimessa, niin että massaan saadaan sisällytettyä riittävästi ilmaa halutun tiheyden saavuttamiseksi. Massaan voidaan, ennen sen kovettamista, myös 5 sekoittaa valmiiksi stabiloitua vaahtoa kevyemmän tuotteen (tiheys voi olla niinkin alhainen kuin noin 300 kg/m3 ) valmistamiseksi, jolloin kysymykseen tulevat esimerkiksi vaahtobetonin valmistuksesta tunnetut tensidi- tai prote-iinivaahdot joita voidaan lisätä jopa 800-900 1/m3, jolloin 10 vaahdon sekoittamisen jälkeen lopullinen ilmasisältö voi olla noin 700-800 1/m3. Vaahdon määrä on yleensä alueella 400-700 1/m3.

Kun valmistettavaa kevytmursketta on tarkoitus käyttää 15 esimerkiksi tienpohjana, voidaan massaan lisäksi lisätä määrässä 300-900 1/m3 keveitä muovihelmiä, esimerkiksi paisutettua polystyreenipolymeeriä olevia helmiä (styrox-helmiä), tien paremman kantavuuden ja nopeamman käyttöönoton mahdollistamiseksi. Helmet voidaan lisätä sel-20 laisenaan tai esimerkiksi yhdessä kevytmurskeen kanssa.

Massan sekoittamisen jälkeen se kuljetetaan tai pumpataan sopivalle varasto- eli läjitysalueelle sen kovettamista varten. Massan konsistenssi on sekoittamisen jälkeen . 25 sopiva, se ei ole liian löysää levitäkseen tai valuakseen, eikä liian jäykkää pumpattavaksi, vaan kasattu massa pysyy muodossaan.

Massan valmistuksessa voidaan myös hyödyntää voimalaitok-30 sen mahdollista ylimäärälämpöä, jolla voidaan edesauttaa sideaineella ja vedellä aktivoidun tuhkan kovettumista. Saatua massaa ei tarvitse suojata tai peittää, vaan massan voidaan antaa olla ulkoilman vaikutusten alaisena kunnes se on saavuttanut loppulujuutensa, mikä normaalisti kestää 35 noin 1-6 kuukautta, lämpötilasta ja sideaineen määrästä riippuen.

^2580 6

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan siis voimalan sivutuotteiden aktiviteettia sekä sivulämpöä välittömästi 5 hyödyntää paikan päällä, millä luonnollisesti on suurta sekä taloudellista että ekologista merkitystä.

Edullisesti kovettunut massa kuitenkin ensin rakeistetaan kevytmurskeeksi käyttäen sopivia murskauslaitteita, 10 esimerkiksi murskausteloja. Sopiva raekoko useimpia tarkoituksia varten on noin 3-30 mm. On myös edullista fraktioida kevytmurske sopiviin jakeisiin, jolloin hienojakoisin jae (yleensä noin < 10% koko aineksesta) voidaan viedä takaisin prosessiin. Fraktioitu kevytmurske on helppo 15 kuljettaa pois varastointialueelta käyttökohteeseensa, eikä jätetuotteita synny.

Keksinnön mukaan voidaan mahdollisesti fraktiotua kevyt-mursketta edelleen kovettaa sellaisenaan, jolloin, esi-20 merkiksi kun murske on valmistettu käyttäen 10% sementtiä, sen lujuus voidaan autoklaavi- tai höyrykäsittelyllä jopa kaksinkertaistaa.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan mahdollisesti 25 fraktioitua mursketta käytetään runkoaineena erittäin keveiden rakennuselementtien tai harkkojen valmistukseen. Esimerkiksi valmistettaessa sinänsä tunnetulla tavalla kalkkihiekkatyyppisiä kevytharkkoja sekoitetaan sammuttama-ton kalkki mieluimmin sopivasti fraktioidun kevytmurskeen 30 ja mahdollisesti fillerin, kuten hiekan kanssa. Kevytmurs-ketta ei tarvitse kuivata, mutta mahdollisesti lisätään vähän vettä seokseen. Seos puristetaan ja vapautuva kosteus sammuttaa kaiken kalkin. Puristetuilla kappaleilla on jo puristuksen jälkeen hyvä raakalujuus. Sen jälkeen puristus-35 n 92580 7 kappaleet höyryautoklavoidaan muutaman paineen höyry-ylipaineessa ja noin 150-170 °C:n lämpötilassa, yleensä noin 5-8 tunnin ajan. Kappaleiden lujuus kasvaa edelleen moninkertaiseksi autoklavoinnin aikana.

5

Kevytmursketta sisältävien kevytharkkojen valmistus tapahtuu sinänsä tunnetulla tavalla, jolloin sopivasti sekoitetaan keskenään noin 60-90 paino-% kevytmursketta, 6-15 paino! kalsiumpitoista sideainetta, edullisesti 10 kalkkia, mahdollisesti lisäten filleriä enintään noin 30 paino-%, sekä vettä. Kokonaisvesimäärä on yleensä enintään noin 30 paino-%.

Hyviä tuloksia on saatu esimerkiksi käyttämällä kevytmurs-15 kettä noin 75-90 paino-%, kalkkia noin 10 paino-% sekä filleriä enintään 15 paino-%.

Kappaleiden poikkileikkaukset osoittavat että kevytmurs-keen huokosrakenne on hyvin tasainen, esimerkiksi verrattu-20 na vastaavalla tavalla valmistettuihin, paisutettuja savirakeita (Leea) sisältäviin vastaaviin kappaleisiin nähden. Keksinnön mukaiset kevytharkot ovat suurin piirtein saman tiheyden omaavia, tunnettuja harkkoja huomattavasti lujempia. Tämä johtuu siitä että lentotuhkasta valmistettu 25 kevytmurske on edelleen jonkin verran aktiivista kevythar-kon valmistuksessa, päinvastoin kuin paisutettu savi.

Keksinnön mukaisesti valmistetun murskeen huokoisen rakenteen avulla sitä, tai edullisesti sen pienempiä 30 fraktioita, voidaan myös käyttää palonkestävissä massoissa ja kevyttasoitteissa, jolloin murske voi päästä lävitsensä mahdollisesti muodostuvan vesihöyryn halkeilematta.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä sitä 35 mitenkään rajoittamatta.

8 92530

Esimerkki 1

Kevytmurskeen valmistus 5 Sekoittimeen johdettiin voimalaitoksen varastointisiilosta 1800 kg lentotuhkaa, 200 kg Portland-sementtiä, 3 kg Ekoste-huokostinta sekä 550 kg vettä. Seosta sekoitettiin muutaman minuutin ajan, niin että massan tiheydeksi tuli 1150 kg/m3 . Massan ilmasisältö oli 39,8 til.-%.

10

Massan annettiin kovettua +20 °C:ssa ja > 90%:n suhteel-lisessä kosteudessa, ja näytteet otettiin 4, 7, 28 ja 91 vuorokauden jälkeen. Saatiin seuraavat puristuslujuudet ja tiheydet massalle (kolmen näytteen keskiarvo): 15

Ikä (d) Puristuslujuus (MPa) Tiheys _f 150x150x150 mm)_ka/m3 4 0,5 1220 7 1,1 1210 20 28 6,4 1170 91 8,2 1140

Kun massan lujuus on riittävä, yleensä mieluimmin yli 2 MPa, se murskataan raekokoon noin 0-30 mm. Fraktio 0-3 mm 25 voidaan viedä takaisin sekoittimeen lähtöaineeksi, ja loppuosa fraktioidaan kulloinkin sopiviin raekokoihin.

Esimerkki 2 30 Kun esimerkin l menettely toistettiin, mutta käyttämällä 1200 kg lentotuhkaa, 400 kg sementtiä ja 400 kg rikinpois-totuotetta saatiin tuoremassa, jonka tiheys oli 1310 kg/-? m , ja ilmasisältö 32,3 %. Massaa säilytettiin kuten edel lä, jolloin saatiin seuraavat puristuslujuus- ja ti-3 5 heysarvot.

92580 9

Ikä (d) Puristuslujuus (MPa) Tiheys _(150x150x150 mml_ka/m3 4 2,0 1340 7 2,8 1340 5 28 8,1 1270 91 13,0 1250

Esimerkki 3 10

Esimerkin 1 menettely toistettiin mutta käyttämällä 1500 kg lentotuhkaa, 200 kg sementtiä, 300 kg aikaisemmasta valmistuksesta saadun kevytmurskeen hienofraktiota 0-3 mm filleriksi, 6 kg Ekoste-huokostinta, sekä 547 kg vettä. 15 Tämän massan litrapaino oli 1028 kg/m3 ja puristuslujuus 1,95 MPa 91 vrk jälkeen.

Esimerkki 4 20 Styrox-helmiä sisältävän kevytmurskeen valmistus.

Meneteltiin kuten esimerkissä 1, mutta sekoitettiin keskenään lentotuhkaa 1350 kg, sementtiä 600 kg, Ekoste-huokostinta 3 kg, sekä joko 700 kg vettä (massa 4.1) tai 25 800 kg vettä (4.2). Massaan 4.1 lisättiin lisäksi kulloin kin 30 kg styroxhelmiä, laatu 20 kg/m3' ja 30 kg styroxhel-miä, laatu 40 kg/m3. Vastaavat lisäykset massaan 4.2 olivat kulloinkin 50 kg. Saatujen tuotteiden litrapainot olivat 696 (4.1) vastaavasti 462 (4.2) kg/m3. 28 vrk:n lujuudet 30 olivat 1,7 (4.1) ja 1,0 (4.2) MPa, ja 91 vrk:n lujuudet 2,8 (4.1) ja 2,15 (4,2) MPa.

• ·

Nostamalla sementin määrää 900 kg:aan, ja käyttämällä 1050 kg lentotuhkaa, 3 kg Ekoste-huokostinta ja 770 kg vettä, 35 sekä 50 kg styroxhelmiä (1-3 mm), oli litrapaino 773 kg/m3 ja 7 vrk:n lujuus jo 3,5 MPa.

10 92580

Esimerkki 5

Vaahtoa sisältävän kevytmurskeen valmistus 5 Meneteltiin kuten esimerkissä 1 on selitetty mutta käytettiin 870 kg vastaavasti 740 kg lentotuhkaa, 100 kg vastaavasti 200 kg sementtiä P40/3, 30 kg, vastaavasti 60 kg rikinpoistotuotetta, sekä 360 kg, vast. 375 kg vettä. Lisäksi lisättiin seokseen proteiinivaahtoa noin 700 1/m3. 10 Litrapainoiksi (kuiva) saatiin 860 kg/m3 ja vastaavasti 708 kg/m3 ja 28 vrk:n puristuslujuudet olivat 2,6 MPa, vastaavasti 1,4 MPa.

Esimerkki 6 15

Esimerkin 1 ja 2 mukaisille massoille tehtiin kenttäkokeita keväällä 1991.

34 vuorokauden kuluttua oli esimerkin 1 mukaisen massan 20 puristuslujuus keskimäärin 6,6 MPa, tiheys 1250 kg/m3 (kosteus 26,9%). Esimerkin 2 mukaiselle massalle vastaavat arvot olivat 3,6 MPa, 1160 kg/m3 (kosteus 19,7%).

Esimerkki 7 25

Kevytharkkojen valmistus

Kevytharkkojen valmistukseen käytettiin runkoaineena kahta eri kevytmurskelaatua, nimittäin esimerkkien 1 ja 2 30 mukaista massasta valmistettua mursketta, merkitty El .. vastaavasti E2. Kummastakin laadusta seulottiin kolme fraktiota, nimittäin 0-3 mm, 3-6 mm ja 6-12 mm. Näiden laatujen kosteudet ja bulkkitiheydet on annettu taulukossa 1.

35 11 92580

Taulukko 1

El- ja E2-runkoaineet. Eri fraktioiden kosteudet ja bulkkitiheydet 5

El E2

Koko Kosteus Tiheys Kosteus Tiheys % kg/m3 % kg/m3 0-3 mm 23 1000 25 1000 10 3-6 mm 21 790 27 750 6-12 mrn 22 740 27 750

Mainitut kevytmurskeet sekoitettiin kalkin ("Kiikala"-laatu, Parainen) ja mahdollisesti fillerin kanssa (filleri-15 hiekka, Naarajärvi, kuivattu) Hobart-tyyppisessä sekoitti-messa 10 min., jonka jälkeen massaa seisotettiin suljetussa muovipussissa kaksi tuntia. Kevytmurskeilla El ja E2 käytetyt reseptit on annettu taulukossa 2. Taulukossa on lisätyn veden lisäksi ilmoitettu kokonaisvesimäärä, jossa 20 huomioitu runkoaineessa oleva kosteus.

25 t 30 35 92 58 ϋ 12

Taulukko 2 Kevytmurske El

Res. Fraktio Kalkki Filleri Vesi 5 £_0-3_3-6_lis. kok.

TH1 67 0 11 22 10 30 TH2 0 67 11 22 10 28 TH3 61 0 13 26 10 28 TH4 33,5 33,5 11 22 10 29 10 TH5 0 61 13 26 10 26 TH6 30,5 30,5 13 26 10 27 TH6K 30,5 30,5 13 26 0 15 TH7 73 0 9 18 10 32 TH7K 73 0 9 18 0 20 15 TH8 0 73 9 18 10 29 TH8K 0 73 9 18 0 18 TH9 36,5 36,5 9 18 10 31 TH9K 36,5 36,5 9 18 0 19 TH10 45 45 10 0 5 31 20 TH10K 45 45 10 0 0 24 TH11 30 60 10 0 5 30 TH11K 30 60 10 0 0 24 TH12 15 75 10 0 5 29 TH12K 15 75 10 0 0 23 25 TH13 0 90 10 0 5 29 TH13K 0 90 10 0 0 23 TH14 0 75 10 15 5 24 TH14K 0 75 10 15 0 18 3 0 Kevytmurske E2

Res. Fraktio Kalkki Filleri Vesi .1_0-3 3-6_lis. kok.

TH10 45 45 10 0 5 37 TH10K 45 45 10 0 0 31 35 TH11 30 60 10 0 5 37 TH14 0 75 10 15 5 32

Sen jälkeen massasta valmistettiin koekappaleita seuraavasti: 40 • · a) Käsikäyttöisellä LIDR-puristimella tehtiin kappaleita joiden halkaisija oli 50 mm ja korkeus 40 mm. Raaka-aineen määrä/kpl vaihteli välillä 90-140 g. Näitä kappaleita käytettiin lujuuden ja tiheyden riippuvuuden määrittämisek-45 si puristuspaineesta.

li 92580 13 b) Tonindustrix-puristimella tehtiin kappaleita, joiden koko oli 102 x 102 x 43,5 mm. Näillä kappaleilla testattiin pakkasenkestävyys.

5 RAAKALUJUUS

Aikaisemmista projekteista saadun kokemuksen perusteella tiedetään että raakalujuus on riittävä kun saavutetaan noin yhden MPa:n puristuslujuus.

10

Raakalujuudet määritettiin heti kappaleiden puristuksen jälkeen. Koekappaleissa käytettyjä 90...140 g:n massoja pyrittiin puristamaan vakiotilavuuteen (78,5 cm3). Kirjattiin puristuspaine ja määritettiin puristuslujuus. 15 Esimerkiksi reseptille E1/TH14 saatiin seuraavat tulokset (taulukko 3)

Taulukko 3 20 Massa (g) Tiheys Puristuspaine Raakalujuus _(Hq/rc3)_(MPaJ_(MPa) 90 1146 5,0 0,2 100 1273 7,3 0,5 110 1401 12,4 1,0 25 120 1528 23,4 1,8 130 1615 31,1 1,6

Vastaavat kokeet tehtiin kaikille El-resepteille.

30

Raakalujuuteen vaikuttaa voimakkaimmin raejakautuma ja kokonaisvesimäärä. Tämän takia tutkittiin tarkemmin fillerin ja vesimäärän vaikutusta raakanäytteiden puris-tuslujuuteen ja tiheyteen. 20 MPa:n puristuspaineella 35 saadut tulokset osoittavat että raakalujuus vähenee lisääntyvän vesimäärän myötä. Lisäksi näyttää siltä että fillerin käyttö vähentää raakalujuutta. 5 MPa:n puristusvoimalla ei saavuteta riittävää lujuutta eikä vesimäärällä ja fillerin käytöllä ole merkitystä. Vastaavasti 14 92580 todettiin että myös tiheys kasvaa vesimäärän mukana sekä 20 MPa:n että 5 MPa:n puristusvoimalla. Käytettäessä filleriä kasvaa tiheys arvoon n. 2 kg.

5 Kokeiden perusteella voidaan todeta että parhaimmat raakalujuus/tiheys-arvot saadaan ilman filleriä ja käyttämällä suhteellisen vähän vettä. Raekoolla on selvästi pienempi merkitys raakakappaleen ominaisuuksiin, mutta sekä raakalujuus että tiheys kasvaa kun raekoko pienenee. 10 Lisäksi on todettu että kuivempi massa on sekä lujempaa että kevyempää märempään massaan verrattuna.

Vastaavat kokeet tehtiin resepteillä E2-TH10, TH10K, TH11 ja TH14, mutta mitään oleellista eroa ei ollut havaittavis-15 sa El-kevytmurskeeseen verrattuna.

AUTOKLAAVAUS

Autoklaavaukseen valittiin ne reseptit, jotka antoivat 20 parhaat raakaominaisuudet. Haluttiin myös tutkia miten kokonaisvesimäärä vaikuttaa autoklaavatun tuotteen ominaisuuksiin. Resepti TH14 otettiin mukaan fillerin vaikutuksen määrittämiseksi autoklaavatussa tuotteessa. Autoklaaviin valittiin suhteellisen normaali ajo, eli ylösajo 25 16 bar'in paineeseen 1 tunti 15 min, pito 16 bar'issa 4 tuntia, alasajo 50 min. lämpötila 150 - 170 °C.

Autoklaavattujen kappaleiden annettiin jäähtyä ennen punnitusta. Tämän jälkeen kappaleet kuivattiin (80 °C, 20 30 h), punnittiin uudestaan ja koestettiin. Annetut tiheydet on laskettu kuivatuista kappaleista. Koestusnopeus oli 0,25 kN/sek. Kuivaustulosten perusteella ilmeni että kappaleet autoklaavauksen jälkeen sisältävät n. 15-20 % vettä.

35 Seuraavassa taulukossa 5 on esitetty kevytharkkojen murtolujuudet ja lopputiheydet resepteille El TH10, -TH11 ja TH14.

I) *2580 15

Taulukko 5 Resepti E1/TH10 Näyte Massa Puristuspaine Tiheys Murtolujuus 5 g MPa kg/m3 MPa 1 90 4,6 886 2,2 2 100 6,8 990 7,2 3 110 13,3 1094 13,9 4 120 23,4 1165 18,0 10 5 130 31,1 1190 18,1

Resepti E1/TH11 15 1 90 4,6 876 1,7 2 100 6,4 1006 7,5 3 110 11,9 1096 11,5 4 120 26,1 1212 15,1 5 130 31,1 1244 14,7 20 _

Resepti E1/TH14 1 90 4,6 932 3,7 25 2 100 5,9 1028 6,3 3 110 11,0 1144 10,1 4 120 22,0 1255 17,8 5 130 31,1 1308 18,5 30

Tuloksista nähdään että kun hienon runkoaineen (0-3 mm) osuus kasvaa, loppulujuus kasvaa mutta vaikutus tiheyteen on suhteellisen vähäinen, sekä että fillerin käyttö ei • merkittävästi lisää lujuutta, mutta tiheys kasvaa.

35 Suoritettujen kokeiden perusteella saatujen tulosten vertailu osoittaa että kevytmurske E2 antaa hieman kevyemmän ja myös heikomman lopputuotteen. Fillerin käyttö parantaa huomattavasti lujuutta E2-kevytmurskeella. 1

Claims (13)

1. Menetelmä kevytmurskeen valmistamiseksi muodostamalla seos jossa on 5. lentotuhkaa, joka mahdollisesti voi sisältää muita voimalaitostuhkia, hienojakoisia teollisuussivutuotteita ja -jätteitä, kalsiumpitoista sideainetta, kuten sementtiä ja/tai kalkkia, 10. vettä, ja - huokostinta, tunnettu siitä, että seos muodostetaan välittömästi tuhkan syntymisen, erityisesti voimalaitoksen yhteydessä ja että käytetään 1“50 paino-% kalsiumpitoista sideainetta lasket-15 tuna tuhkan tai tuhkapitoisen komponentin ja sideaineen yhteismäärästä, sekä tästä kuivasta jauheseoksesta laskettuna 20-50 paino-% vettä ja 0,01-1 paino-% huokostinta, sekoittamista jatketaan massan huokostamiseksi ilmasisäl-töön 20-50 til.%, massa läjitetään ja saa kovettua ja 20 kovettunut massa murskataan ja mahdollisesti fraktioidaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään seosta jossa on 25 90-99 paino-% lentotuhkaa 1-10 paino-% kalsiumpitoista sideainetta 25-30 paino-% vettä kuiva-aineesta, ja 0,05-0,25 paino-% huokostinta kuiva-aineesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa, enintään noin 50 paino-% tuhkasta korvataan rikinpoistotuotteella tai hienojakoisilla teol-lisuussivutuotteilla tai -jätteillä, tai takaisinkier-rätetyllä hienojakoisella kevytmurskeella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään seosta, jossa on li 35 92580 17 90-99 paino-% seosta, jossa on ainakin 50 paino-% lentotuhkaa ja loppuosan muo-dostunessa rikin poistotuotteesta, hienojakoisista teollisuussivutuotteis-5 ta tai -jätteistä, ja takaisinkierräte- tystä hienojakoisesta kevytmurskeesta, 1-10 paino-% kalsiumpitoista sideainetta 25-30 paino-% vettä kuiva-aineesta, ja 0,05-0,25 paino-% huokostinta kuiva-aineesta. 10

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovettunut massa murskataan 0-30 mm:n raekokoon.

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovettamattomaan seokseen lisätään stabiloitua vaahtoa, kuten tensidi- tai proteii-nivaahtoa, edullisesti määränä 400-700 1/m3.

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovettamattomaan seokseen lisätään paisutettuja polystyreenihelmiä, edullisesti määränä 300-900 1/m3.

8. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takaisinkierrätettävä kevytmurske on alle 3 mm:n fraktio, ja sen määrä on edullisesti enintään noin 20 paino-% tuhkan tai tuhkaseoksen määrästä.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 ja 8 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että saatu tuote jälkikarkaistaan autoklavoimalla tai höyrykäsittelyllä.

10. Menetelmä rakennuselementin valmistamiseksi, tunnettu 35 siitä että siinä käytetään runkoaineena jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukaisella menetelmällä valmistettua kevytmursketta. 18 92580

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitetaan keskenään noin 60-90 paino-% kevytmursketta, 6-15 paino-% kalsiumpitoista sideainetta, edullisesti kalkkia, 0- noin 30 paino-% filleriä, sekä 5 mahdollisesti vettä, minkä jälkeen massa kovetetaan korotetussa lämpötilassa höyryautoklaavissa.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukaisella menetelmällä valmistetun kevytmurskeen käyttö tienpohjissa murs- 10 keena tai kevytbetonin runkoaineena kantavuuden (E-moduu-lin) parantamiseksi.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6, 8 ja 9 mukaisella menetelmällä valmistetun kevytmurskeen käyttö palonkestä- 15 vissä massoissa ja kevyttasoitteissa. 11 *2580 19