NL8402126A

NL8402126A - Mined stone waste used in hydraulically bound roadway foundations - with addn. of inert sand or filler to mortar to reduce amt. of hydraulic binder required

Info

Publication number: NL8402126A
Application number: NL8402126A
Authority: NL
Original assignee: Ruhrkohle Ag; Schniering Alfred Ing
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1986-02-03

Abstract

Stone mining waste is used in hydraulically bound foundation layers for roadbuilding, using an addition of inert sand and/or filler granules to reduce the amount of binder, such that the additives give a volume of mortar which is equal to or greater than the volume of the pores between the stone pieces. Pref. mortar vol. exceeds the pore vol. by at most 10%. Pref. the amt. of hydraulic binder used=2.5-6 wt.%. The additives to the mortar are pref. particulate inert fillers with a particle size of below 0.09mm or sand with a particle size of 0.09-2mm.

Description

&_________..<A& _________ .. <A

VO 6351 m ~~VO 6351 m ~~

Hydraulisch gebonden draag!aagmateriaal voor de wegenbouw.Hydraulically bonded support material for road construction.

De uitvinding heeft betrekking op de toepassing van steenbergen in hydraulisch gebonden draaglagen voor de wegenbouw.The invention relates to the use of stone mountains in hydraulically bonded bearing layers for road construction.

Het vastmaken van nevengesteente van steenkool (b.v. afvalbergen) door cement daarmee te mengen is bekend uit een voordracht van 5 A.Schniering op 8 februari 1972 in het "Haus der Technik“ in Essen, uit Glückauf, 108, (1972) Nr.10, blz.391 en 392, en het technische voorschrift en de richtlijnen voor het uitvoeren van bodemverstevigingen en bodemverbeteringen in de wegenbouw (TVV 74 resp. TVV 81), alsmede uit het Duitse octrooischrift- 2.522.851. Bij het vaststellen van 10 de nodige hoeveelheid cement volgens het informatieblad voor het uitvoeren van geschiktheidsonderzoek bij bodemversteviging met cement, blijkt voor afvalbergen waarvan het korrelgroottetrajeet 0 - 80 mm bedraagt, afhankelijk van het gehalte aan fijnkorrelvormig materiaal en van de verhouding lefaarde - zandige leisteen, het cementgehalte te 15 zijn gelegen tussen 4 en 12 gew.&. De cementgehalten die in hetzelfde gebied zijn gelegen zijn eveneens maatgevend gebleken bij eerdere proeven in Engeland, beschreven in “Roads and road Construction-Highways and public works" (1969), 47, (554), 43 - 50. In het eerder genoemde octrooischrift is 4 - 15 gew.% en bij voorkeur 5-8 gew.% cement aan-20 gegeven. Een nodige hoeveelheid bindmiddel van minder dan 6 gew.% cement komt slechts voor in uitzonderingsgevallen, en wel slechts bij steenbergen met een buitengewoon gunstige korrel verdeling met een extreem klein gehalte aan kleiminera!en. Bij andere afvalbergen is het nodige bindmiddel gehalte zo hoog, dat daardoor de efficiëntie en het 25 concurrentievermogen van de betreffende bouwstof ten opzichte van gebruikelijke draag!agenbouwstoffen aanzienlijk wordt beïnvloed. Draaglagen uit hydraulisch gebonden steenbergen hebben daarom tot dusver geen noemenswaardige praktische toepassing gevonden bij de wegenbouw.The attachment of coal sidelines (eg waste heaps) by mixing cement with them is known from a lecture by 5 A. Schniering on February 8, 1972 at the "Haus der Technik" in Essen, from Glückauf, 108, (1972) Nr.10 , pp. 391 and 392, and the technical regulation and guidelines for carrying out soil reinforcements and soil improvements in road construction (TVV 74 and TVV 81), as well as from German patent specification 2.522.851. amount of cement according to the information sheet for conducting suitability tests for soil reinforcement with cement, appears for waste heaps of which the grain size traetet is 0 - 80 mm, depending on the content of fine-grained material and on the ratio of earth clay - sandy slate, the cement content lies between 4 and 12 wt. &. The cement levels in the same area have also been found to be decisive in previous trials in England, described in “Roads and road Construction-Highways and public works "(1969), 47, (554), 43-50. The aforementioned patent discloses 4-15 wt.% and preferably 5-8 wt.% cement. A necessary amount of binder of less than 6% by weight of cement only occurs in exceptional cases, namely only in mountains of rock with an exceptionally favorable grain distribution with an extremely small content of clay minerals. In other waste heaps, the necessary binder content is so high that the efficiency and competitiveness of the building material in question is considerably influenced thereby in comparison with conventional carrier building materials. Load-bearing layers from hydraulically bonded heaps have therefore not yet found any significant practical application in road construction.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag de nodige hoe-30 veelheid bindmiddel voor steenbergen te verlagen.The object of the invention is to reduce the amount of binder required for mountain heaps.

g 4 0 2 1 2 5 - 2 -g 4 0 2 1 2 5 - 2 -

Dat wordt volgens de uitvinding hierdoor bereikt dat inerte vulstof- en/of zandkorrels met de steenbergen worden gemengd, waarbij de hoeveelheid van de daarmee gemengde korrels zo is afgemeten, dat de steenbergkorrels volledig zijn ingebed in de mortel uit cement en 5 d.e. toegevoegde vulstof- en/of zandkorrels, In plaats van cement kunnen ook andere hydraulisch en soortgelijk werkende bindmiddelen worden gebruikt.According to the invention, this is achieved in that inert filler and / or sand grains are mixed with the rock heaps, the amount of the grains mixed therewith being measured so that the rock heaps are fully embedded in the cement mortar and 5 d.e. added filler and / or sand grains. Instead of cement, other hydraulically and similarly acting binders can be used.

De onderhavige inbedding is aanwezig, wanneer de som van de vo-lumedelen aan bindmiddel,. water en inerte zand- en vul stofkorrels het 10 poriënvolume van de· volgens Proctor verdichte steenbergen met ten hoogste 10%, bij voorkeur met 1 - 5 voi.% overschrijdt. Tenminste dient het poriënvolume te zijn opgevuld. Dat kan in de vorm van een vergelijking als volgt worden, weergegeven: VM * VBi + VH?0 + V$+F ^ VH 15 L .The present embedding is present when the sum of the volume parts of binder. water and inert sand and fill dust grains exceeds the pore volume of the Proctor compacted rock mountains by at most 10%, preferably by 1 - 5% by volume. At least the pore volume must be filled. This can be presented in the form of an equation as follows: VM * VBi + VH? 0 + V $ + F ^ VH 15 L.

Aanvullende voorwaarde: ^,10 vol.%, absoluut V^. : volume van de mortel V^j : volume van de holle ruimte tussen de steenbergkorrels bijAdditional condition: ^, 10 vol.%, Absolute V ^. : volume of the mortar V ^ j: volume of the hollow space between the rock aggregates

Proctordichtheid (zie DIN 18 127) _ 20 νβι· : vaste-s tof fen vol urne van het bindmiddel VH Q : volume van het water (vochtigheid van de vaste-stofcomponenten ^ plus toegevoegd water)Proctor density (see DIN 18 127) _ 20 νβι ·: solids full urn of the binder VH Q: volume of the water (moisture of the solid components ^ plus added water)

Vs+F : vaste-stofvolume van het toegevoegde inerte zand en/of de vul stof 25 vol.-ï absoluut: volume-%, betrokken op het totale volume van het proef- lichaam resp. van de verdichte laag.Vs + F: solid volume of the added inert sand and / or the filler 25 vol.-absolute: volume%, based on the total volume of the test body, respectively. of the compacted layer.

In het kader van de uitvinding zijn vulstoffen inerte vaste stoffen met korrel grootteverdelingen beneden 0,09 mm; zandsoorten zijn inerte korrel vormige materialen in korrelgroottetrajeet van 0,09-2 30 mm,, eventueel ook tot 5 mm.For the purposes of the invention, fillers are inert solids with grain size distributions below 0.09 mm; sands are inert granular materials in grain size of 0.09-2 30 mm, optionally also up to 5 mm.

Het nodige bindmiddel gehalte wordt verkregen door optimalisatie-proeven met verschillende hoeveelheden bindmiddel. In de regel zijn drie proeven daarvoor voldoende.The necessary binder content is obtained by optimization tests with different amounts of binder. As a rule, three tests are sufficient for this.

Het nodige watergehalte wordt gelijkgemaakt aan het optimale 35 watergehalte volgens Proctor.The necessary water content is equalized to the optimum water content according to Proctor.

8402126 - 3 -8402126 - 3 -

De hoeveelheden aan inert zand en vulstof worden bij het op bovenstaande wijze bepaTen van het bindmiddel gehalte zodanig ingesteld, dat de som van de mortelcomponenten voldoet aan de· hierboven weergegeven vergelijking. Het is bijzonder nuttig, wanneer de hoeveelheden zand 5 en vulstof daarbij zo op elkaar zijn afgestemd, dat de vulstof de holle ruimte in de zandkorrels zoveel mogelijk opvult.The amounts of inert sand and filler, when determining the binder content above, are adjusted so that the sum of the mortar components complies with the equation shown above. It is particularly useful if the amounts of sand and filler are coordinated in such a way that the filler fills the void in the sand grains as much as possible.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, dat de aanwezige hoeveelheden leiaarde - fijnkorrelig materiaal, die door de deskundigen tot dusver als hoofdoorzaak worden beschouwd voor de grotere 10 hoeveelheid bindmiddel die voor de meeste steenbergen nodig is, niet moeten worden uitgesloten, maar door toevoeging van inerte fijnkorrelige materialen in het groottetraject van vulstoffen en zandkorrels enerzijds door een verdunning van de schadelijke kleimineralen en anderzijds door vergroting van het mortel vol urne onschadelijk kunnen wor-15 den gemaakt.The invention is based on the insight that the amounts of slate - fine-grained material present, which the experts have hitherto considered to be the main cause of the larger amount of binder required for most rock mountains, should not be excluded, but by adding of inert fine-grained materials in the size range of fillers and sand grains, on the one hand can be rendered harmless by dilution of the harmful clay minerals and, on the other, by enlarging the mortar full of urn.

Bij de toevoeging van uitsluitend cement in een economisch_y&r-antwoorde hoeveelheid wordt, weliswaar een tamelijk sterke cementsteen verkregen; in dat geval is het cementsteenvolume evenwel slechts voldoende vooreen meer of minder puntvormige binding tussen de steenberg-20 korrels. De totale samenhang bereikt daardoor geen voldoende sterkte. Bij de onderhavige toevoeging van aanvullend inert fijnkorrelig materiaal wordt weliswaar de mortelsterkte verminderd, maar het mortelvolume zodanig vergroot, dat de puntvormige bindingen overgaan in een volledige inbedding. Op deze wijze wordt reeds bij kleine hoeveelheden 25 cement (hoeveelheden bindmiddel) van 2,5 - 5 gew.%, bij voorkeur van ongeveer 3,5-5 gew.%, ook bij bergen die anders een aanzienlijk grotere hoeveelheid bindmiddel nodig hebben, een voldoende sterkte en vorstbestandheid bereikt.The addition of only cement in an economically acceptable amount, although a fairly strong cement stone is obtained; in that case, however, the cement stone volume is only sufficient for a more or less pointed bond between the rock mountain grains. The overall cohesion therefore does not reach sufficient strength. In the present addition of additional inert fine-grained material, although the mortar strength is reduced, the volume of the mortar is increased such that the pointed bonds turn into a full embedding. In this way, even at small amounts of cement (amounts of binder) of 2.5-5% by weight, preferably of about 3.5-5% by weight, even in mountains which otherwise require a considerably larger amount of binder, has reached sufficient strength and frost resistance.

De onderhavige toevoegstoffen maken het bovendien mogelijk om 30 ook zodanige steenbergen te gebruiken, die vanwege de grote hoeveelheid bindmiddel die zij nodig hadden tot dusver om redenen van economische aard niet konden worden toegepast. Daartoe behoren b.v. in het bijzonder steenbergsoorten die rijk zijn aan kleimineraal en fijnkorrelig materiaal, die meestal bij gemechaniseerde ontginningsbedrijven 35 worden verkregen.Moreover, the present additives make it possible to use such mountains of stone, which, because of the large amount of binder they needed, could not be used hitherto for economic reasons. These include e.g. in particular stoneberg species rich in clay mineral and fine-grained material, which are usually obtained from mechanized mining companies.

84021268402126

Claims

Method for the use of heaps of stone in hydraulically bonded bearings for road construction, characterized in that the necessary amount of binder is reduced by adding inert sand and / or filler grains, the additives being a mortar full of urn 5 to fill or exceed the pore volume between the rock aggregates.

A method according to claim 1, characterized in that the rock mountains are used which require an amount of binder which is not economically per se. 10

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the volume of mortar is at most 10% by volume. exceeds pore volume. Method according to claims 1-3. characterized in that the amount of binder is 2.5-6% by weight. 8402125