PL220265B1

PL220265B1 - Mineral additive for the concrete moulds with RPC reactive powder and other cement-based highly resistant composites

Info

Publication number: PL220265B1
Application number: PL394385A
Authority: PL
Inventors: Artur Łagosz; Jan Małolepszy; Jan Deja
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2015-09-30
Also published as: PL394385A1

Abstract

Dodatek stanowi fluidalny popiół lotny ze spalania węgla kamiennego lub brunatnego w kotłach cyrkulacyjnych z równoczesnym odsiarczaniem i zawierający wagowo 8-25% CaO, 30-45% SiO2, 15-25% Al2O3, 5-10% tlenków żelaza, poniżej 60% sumy składników SiO2+Al2O3+FeO3, 3-9% SO3, 0-4% nie spalonego węgla, przy czym wprowadzany jest do betonu lub kompozytu wysokowytrzymałościowego w ilości do 25% masy cementu lub sumy mas składników wchodzących w skład spoiwa.The additive is fluidized fly ash from the combustion of hard coal or brown coal in circulating boilers with simultaneous desulfurization and containing by weight 8-25% CaO, 30-45% SiO2, 15-25% Al2O3, 5-10% iron oxides, less than 60% of the sum of ingredients SiO2+Al2O3+FeO3, 3-9% SO3, 0-4% unburned carbon, and is introduced into concrete or high-strength composite in an amount of up to 25% of the mass of cement or the sum of the masses of the ingredients included in the binder.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie dodatku mineralnego do betonów RPC, zastępującego pył krzemionkowy w matrycy betonów z proszkiem reaktywnym RPC.The subject of the invention is the use of a mineral additive for RPC concretes, replacing silica dust in the matrix of concretes with RPC reactive powder.

Betony z proszkiem reaktywnym RPC (ang. Reactive Powder Concrete), w odróżnieniu od zwykłych betonów spełniających normę PN-EN 206-1:2003, nie zawierają kruszywa grubego, lecz mikrokruszywo w postaci drobnego piasku o maksymalnej wielkości ziarna poniżej 600 μm, a ponadto charakteryzują się wysoką zawartością cementu - około 1000 kg/m³ i pyłu krzemionkowego - w zakresie ₃ Concrete with RPC (Reactive Powder Concrete), unlike ordinary concretes that meet the PN-EN 206-1: 2003 standard, do not contain coarse aggregate, but micro-aggregate in the form of fine sand with a maximum grain size below 600 μm, and moreover have a high cement content - of about 1000 kg / ^m3 of silica fume and - in the range ₃

200 - 300 kg/m³. Pył krzemionkowy w betonach RPC i innych kompozytach tego typu pełni rolę aktywnego proszku, zmniejszającego jamistość przygotowanej matrycy i wprowadzany jest w ilości do 25% masy cementu. Pył krzemionkowy wchodzi w reakcje chemiczne z produktem hydrolizy i hydratacji krzemianów wapniowych - wodorotlenkiem wapnia, z wytworzeniem produktów w postaci uwodnionych krzemianów wapniowych o charakterystycznie niskim wskaźniku CaO/SiO2. Efekt ten skutkuje uzyskaniem przez matrycę betonu RPC wysokiej wytrzymałości na zginanie i ściskanie, odporności na oddziaływanie czynników atmosferycznych oraz innych czynników korozyjnych w stosunku do betonu zwykłego, dzięki czemu produkt taki znajduje zastosowanie przemysłowe jako materiał specjalny.200 - 300 kg / m ³ . Silica dust in RPC concretes and other composites of this type acts as an active powder that reduces the cavity of the prepared matrix and is introduced in an amount up to 25% of the cement mass. Silica dust enters into chemical reactions with the product of hydrolysis and hydration of calcium silicates - calcium hydroxide, producing products in the form of hydrated calcium silicates with a characteristically low CaO / SiO2 ratio. This effect results in obtaining by the RPC concrete matrix high bending and compressive strength, resistance to the effects of weather conditions and other corrosive factors in relation to ordinary concrete, thanks to which such a product is used in industrial applications as a special material.

Z polskiego zgłoszenia P-380829 znany jest wysokowytrzymałościowy kompozyt cementowy, który składa się z: cementu CEM I w ilości 10 - 45% masy oraz mielonego granulowanego żużla wielkopiecowego w ilości 5 - 50% masy lub zamiennie cementu CEM II B-S w ilości 30 - 50% masy, pyłu krzemionkowego w ilości do 10% masy, wypełniacza mineralnego o uziarnieniu od 0 do 2 mm, korzystnie w postaci piasku kwarcowego w ilości 35 - 50% masy, mielonego piasku kwarcowego (70% frakcji ziarnowej od 0 do 0,25 mm) w ilości 5 - 10%, klinkieru portlandzkiego o ziarnach wielkości 0,5 2,0 mm uzyskanego przez rozdrobnienie lub zamiennie granulowanego żużla wielkopiecowego o podobnym uziarnieniu w ilości 5 - 10%. Dodatkowo kompozyt cementowy może zawierać włókna węglowe i/lub bazaltowe i/lub organiczne i/lub stalowe w ilości do 5% objętości stwardniałego betonu. Materiał ten charakteryzuje się zawartością pyłu krzemionkowego, jako proszku reaktywnego oraz obecnością w składzie spoiwa granulowanego żużla wielkopiecowego. Kompozyt ten wykazuje wysoką odporność na działanie czynników korozyjnych oraz charakteryzuje się wytrzymałością na ściskanie powyżej 120 MPa po 28 dniach.From the Polish application P-380829, a high-strength cement composite is known, which consists of: CEM I cement in the amount of 10 - 45% by weight and ground granulated blast furnace slag in the amount of 5 - 50% by weight or alternatively CEM II BS cement in the amount of 30 - 50 % by weight, silica dust in an amount up to 10% by weight, mineral filler with a grain size of 0 to 2 mm, preferably in the form of quartz sand in the amount of 35 - 50% by weight, ground quartz sand (70% grain fraction from 0 to 0.25 mm ) in the amount of 5 - 10%, Portland clinker grain size 0.5 - 2.0 mm obtained by grinding or alternatively granulated blast furnace slag with similar grain size in the amount of 5 - 10%. Additionally, the cementitious composite may contain carbon and / or basalt and / or organic and / or steel fibers in an amount up to 5% by volume of the hardened concrete. This material is characterized by the content of silica dust as a reactive powder and the presence of granular blast furnace slag in the binder composition. This composite shows high resistance to corrosive factors and has a compressive strength of over 120 MPa after 28 days.

Stosowanie dodatków mineralnych w technologii cementu jest praktykowane od dawna i na bieżąco rozszerzane o nowe rodzaje materiałów. Zwłaszcza cenne właściwości wykazują popioły lotne, które ponadto stanowią uciążliwy odpad produkcyjny zakładów energetycznych i korzystne byłoby ich zagospodarowanie. Badania ich przydatności do określonych zastosowań ma odzwierciedlenie w wielu publikacjach naukowych i zgłoszeniach patentowych.The use of mineral additives in cement technology has been practiced for a long time and is constantly being expanded with new types of materials. Fly ashes exhibit especially valuable properties, which, moreover, constitute a troublesome production waste of power plants and it would be beneficial to manage them. Research on their suitability for specific applications is reflected in many scientific publications and patent applications.

Z polskiego wynalazku P-376977 znany jest sposób poprawy własności wytrzymałościowych cementu mający zastosowanie w technologii produkcji cementu, który polega na osiągnięciu poprawy własności wytrzymałościowych cementów poprzez zastosowanie dodatków popiołów fluidalnych w ilości 3:15% i lub dodatków odpadów ze złoża fluidalnego w ilości 3:15%. Przez zastosowanie rozwiązania można uzyskać porównywalne, a nawet lepsze rezultaty niż w przypadku stosowania drogich dodatków takich jak pyły krzemionkowe czy też sztucznie wytwarzany metakaolinit.From the Polish invention P-376977, there is known a method of improving the strength properties of cement used in the cement production technology, which consists in improving the strength properties of cements by using fluidized ash additives in the amount of 3: 15% and or fluidized bed waste additives in the amount of 3: 15%. By using the solution, comparable or even better results can be obtained than in the case of using expensive additives such as silica fume or artificially produced metakaolinite.

Ze zgłoszenia P-378043 znany jest sposób poprawy właściwości betonów i zapraw, polegający na tym, że wprowadza się popioły lotne ze spalania węgla kamiennego lub brunatnego zawierające ponad 60% frakcji o uziarnieniu poniżej 30 μm w ilości 1 do 40% wagowych.From the application P-378043 a method of improving the properties of concretes and mortars is known, consisting in introducing fly ashes from the combustion of hard coal or lignite containing more than 60% of the fraction with a grain size lower than 30 μm in the amount of 1 to 40% by weight.

Z artykułu Zbigniewa Giergicznego i Tomasza Pużaka pt. „Wpływ rodzaju popiołu lotnego na właściwości mieszanki betonowej”, IX SYMPOZJUM NAUKOWO-TECHNICZNE REOLOGIA W TECHNOLOGII BETONU, Gliwice 2007 znane jest zastosowanie dodatku popiołów lotnych z palenisk fluidalnych będących mieszaniną produktów równoczesnego spalania węgla (kamiennego i brunatnego) i procesu odsiarczania spalin do materiałów budowlanych, zwłaszcza cementu i betonów. Autorzy artykułu przeprowadzili badania, w którym część cementu w mieszance betonowej zastąpili dodatkiem w postaci popiołów lotnych z palenisk fluidalnych zawierających masowo: 1,6% wolne CaO, 14,2% CaO, 38% SiO₂, 29,8% AI₂O₃, 4,6% Fe₂O₃, 1,8 MgO, 3,9% SO₃, 2,26% niespalonego węgla.From the article by Zbigniew Giergiczny and Tomasz Pużak entitled "Influence of the type of fly ash on the properties of concrete mix", IX SCIENTIFIC AND TECHNICAL SYMPOSIUM REOLOGY IN CONCRETE TECHNOLOGY, Gliwice 2007, it is known to use the addition of fly ash from fluidized furnaces, which are a mixture of products of simultaneous combustion of coal (hard and brown) and the process of desulphurization of flue gases for building materials especially cement and concretes. The authors of the article conducted a study in which part of the cement in the concrete mix was replaced with an additive in the form of fly ash from fluidized furnaces containing by weight: 1.6% free CaO, 14.2% CaO, 38% SiO ₂ , 29.8% Al ₂ O ₃ , 4.6% Fe ₂ O ₃ , 1.8 MgO, 3.9% SO ₃ , 2.26% unburned carbon.

Jak się okazało, ten dodatek prowadził do niekorzystnych zmian w mieszance betonowej i skutkował obniżeniem trwałości materiału.As it turned out, this additive led to unfavorable changes in the concrete mix and resulted in a reduction in the durability of the material.

Celem wynalazku jest opracowanie dodatku, który zastosowany do matryc betonów z proszkiem reaktywnym RPC w miejsce pyłu krzemionkowego, nie pogorszy właściwości wysokowytrzymałościowych tych kompozytów.The aim of the invention is to develop an additive which, when applied to concrete matrices with RPC reactive powder, in place of silica dust, will not deteriorate the high-strength properties of these composites.

PL 220 265 B1PL 220 265 B1

Istotę wynalazku stanowi zastosowanie dodatku mineralnego do matryc betonów z proszkiem reaktywnym RPC w postaci fluidalnego popiołu lotnego ze spalania węgla kamiennego lub brunatnego w kotłach cyrkulacyjnych z równoczesnym odsiarczaniem i zawierającego wagowo: 8-25% CaO, 30-45% SiO₂, 15-25% AI₂O₃, 5-10% tlenków żelaza, powyżej 60% sumy składnikówThe essence of the invention is the use of a mineral additive to concrete matrices with RPC reactive powder in the form of fluidized fly ash from the combustion of hard coal or lignite in circulation boilers with simultaneous desulphurization and containing by weight: 8-25% CaO, 30-45% SiO ₂ , 15-25 % Al ₂ O ₃ , 5-10% iron oxides, more than 60% of the sum of components

SiO2+Al2O3+Fe2O3, 3-9% SO3, 0-4% niespalonego węgla, który wprowadzany jest do matrycy betonu RPC lub kompozytu wysokowytrzymałościowego w miejsce pyłu krzemionkowego, w ilości do 75% jego masy.SiO2 + Al2O3 + Fe2O3, 3-9% SO3, 0-4% unburned carbon, which is introduced into the matrix of RPC concrete or high-strength composite in place of silica dust, in the amount of up to 75% of its mass.

Fluidalne popioły lotne ze spalania węgla kamiennego lub brunatnego w kotłach cyrkulacyjnych z równoczesnym odsiarczaniem stanowiły dotąd produkt odpadowy i nie były wykorzystywane jako dodatek do betonów z proszkiem reaktywnym RPC. W wyniku użycia ich jako dodatku w miejsce pyłu krzemionkowego, uzyskano znacznie tańszy materiał budowlany o zbliżonych parametrach wytrzymałościowych.Fluid fly ash from the combustion of hard coal or lignite in circulation boilers with simultaneous desulphurization has so far been a waste product and has not been used as an additive to concretes with reactive RPC powder. As a result of using them as an additive in place of silica dust, a much cheaper building material with similar strength parameters was obtained.

Jak wiadomo z praktyki przemysłowej, betony z proszkiem reaktywnym RPC charakteryzują się bardzo niskim współczynnikiem W/C (woda/cement). Dzięki temu materiał jest bardziej zwarty, odporny oraz opóźnia przenikanie np. wilgoci, tlenu, dwutlenku węgla, a zatem znacznie zwiększa okres użytkowania konstrukcji betonowej. Dodatek według wynalazku może zastąpić w składzie matrycy spoiwowej betonu z proszkiem reaktywnym RPC do 75% masy pyłu krzemionkowego. Stwardniała matryca uzyskuje porównywalne cechy fizyczne jak w przypadku zastosowania pyłu krzemionkowego, przy zachowaniu tego samego wskaźnika W/C, nawet przy zachowaniu niezmienionej ilości środka redukującego ilość wody zarobowej - odpowiednio dobranego superplastyfikatora. Ma to miejsce dzięki wysokiej aktywności chemicznej popiołu fluidalnego w środowisku hydratyzującego cementu, w tym o charakterze pucolanowym - jako efekt wysokiej zawartości substancji bezpostaciowej, chemicznie zbliżonej do zdehydratyzowanych minerałów ilastych.As it is known from industrial practice, concretes with RPC reactive powder are characterized by a very low W / C ratio (water / cement). As a result, the material is more compact, resistant and delays the penetration of e.g. moisture, oxygen, carbon dioxide, and thus significantly increases the service life of the concrete structure. The additive according to the invention can replace up to 75% of the mass of silica dust in the binder matrix of concrete with RPC reactive powder. The hardened matrix obtains physical properties comparable to the use of silica dust, while maintaining the same W / C ratio, even with the unchanged amount of the agent reducing the amount of mixing water - a properly selected superplasticizer. This is due to the high chemical activity of fluidized ash in the environment of the hydrating cement, including the pozzolanic one - as a result of the high content of amorphous substance, chemically similar to dehydrated clay minerals.

Skuteczność zastąpienia w matrycy betonu z proszkiem reaktywnym RPC nawet znacznej części pyłu krzemionkowego popiołem fluidalnym, z możliwością uzyskiwania wczesnych 24-ro godzinnych wytrzymałości na ściskanie na poziomie 80 MPa, a także większych, przedstawiono na poniższych przykładach.The effectiveness of replacing even a significant part of the silica dust with fluidized ash in the concrete matrix with RPC reactive powder, with the possibility of obtaining early 24-hour compressive strengths of 80 MPa, and higher, is shown in the examples below.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

W składzie matrycy betonu z proszkiem reaktywnym RPC o charakterystycznych, najbardziej klasycznych proporcjach składników, ogólnie dostępnych w literaturze przedmiotu, popiołem lotnym fluidalnym ze spalania węgla kamiennego pochodzącym z Elektrociepłowni Katowice i zawierającym wagowo: 43,23% SiO2, 5,85% Fe2O3, 23,37% Al2O3, 0,91% TiO2, 10,47% CaO, 2,30% MgO, 6,98% SO3, 1,84% Na2O, 1,60% K2O, 3,45% niespalonego węgla, przy czym suma składników SiO2+Al2O3+Fe2O3 stanowi 72,45%, zastąpiono odpowiednio 25, 50 i 75% pyłu krzemionkowego, wprowadzając do składu mieszanki równoważną masę popiołu. Składniki spoiwa wstępnie zhomogenizowano w młynku laboratoryjnym, a następnie mieszano wspólnie z drobnoziarnistym piaskiem, wodą i domieszką upłynniającą (dla wszystkich wariantów mieszanek stały udział domieszki) w sposób zalecany dla tego typu mas, mający na celu zapewnić uzyskanie wysokiej jednorodności masy i tym samym uzyskanie możliwie niskiego wskaźnika W/C dla założonej konsystencji. Przed wypełnieniem form o wymiarach 40x40x160 mm mieszanki odpowietrzono, a próbki przygotowano z wykorzystaniem zagęszczania masy metodą mechaniczną - na stole wibracyjnym. Po 8 godzinach, wstępnie stwardniały materiał umieszczano w wodzie i przechowywano do czasu wykonania zaplanowanych badań.The composition of the concrete matrix with the RPC reactive powder with the characteristic, most classic proportions of components, generally available in the literature on the subject, fluidized fly ash from coal combustion coming from the Katowice Heat and Power Plant and containing by weight: 43.23% SiO2, 5.85% Fe2O3, 23 , 37% Al2O3, 0.91% TiO2, 10.47% CaO, 2.30% MgO, 6.98% SO3, 1.84% Na2O, 1.60% K2O, 3.45% unburned carbon, with the sum of the SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 components is 72.45%, replaced by 25, 50 and 75% of silica dust, respectively, by introducing the equivalent weight of ash into the mixture composition. The binder components were pre-homogenized in a laboratory mill, and then mixed together with fine-grained sand, water and a liquefying admixture (constant admixture for all variants of mixtures) in the manner recommended for this type of mass, in order to ensure high homogeneity of the mass and thus obtain the best possible low W / C ratio for the assumed consistency. Before filling the molds with dimensions of 40x40x160 mm, the mixtures were deaerated, and the samples were prepared by means of mechanical compaction - on a vibrating table. After 8 hours, the pre-hardened material was placed in water and stored until the scheduled tests were performed.

Wykonano badania wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie przy zginaniu po 1 i 28 dniach twardnienia zgodnie z metodyką podaną w normie PN-EN 196-1:2006, mrozoodporności - 200 cykli zamrażania i odmrażania według metodyki wskazanej w normie PN-B-06250:1988, odporności na zamrażanie i odmrażanie w obecności soli odladzającej wg procedury przedstawionej w PKN-CEN/TS 12390-9:2007. Przeprowadzono także szereg badań o charakterze porównawczym w środowiskach chemicznie agresywnych. Dodatkowo, w przypadku wybranych próbek wykonano ocenę zawartości Ca(OH)₂ po 28 dniach twardnienia i stwardniałe materiały poddano ocenie porowatości metodą porozymetrii rtęciowej, po uprzednim wysuszeniu próbek do stałej masy w temperaturze 105°C.Compressive strength and tensile strength tests for bending were carried out after 1 and 28 days of hardening in accordance with the methodology provided in the PN-EN 196-1: 2006 standard, frost resistance - 200 cycles of freezing and thawing according to the methodology indicated in the PN-B-06250: 1988 standard, resistance to freezing and thawing in the presence of de-icing salt according to the procedure presented in PKN-CEN / TS 12390-9: 2007. A number of comparative studies were also carried out in chemically aggressive environments. In addition, in the case of selected samples, the Ca (OH) ₂ content was assessed after 28 days of hardening and the hardened materials were subjected to porosity assessment by mercury porosimetry, after the samples were dried to a constant mass at 105 ° C.

Skład betonów RPC: wyjściowego zawierającego w formie proszku reaktywnego pył krzemionkowy - M20 i zawierającego popiół fluidalny w trzech różnych udziałach, przedstawiono w poniższej tabeli. W jej drugiej części zaprezentowano wyniki badań potwierdzających uzyskanie materiału o porównywalnych parametrach użytkowych jak wyjściowej matrycy betonu RPC.The composition of RPC concretes: the initial one containing M20 silica dust in the form of a reactive powder and containing three different proportions of fluidized ash is presented in the table below. The second part presents the results of tests confirming the obtaining of a material with comparable performance parameters as the original RPC concrete matrix.

PL 220 265 B1PL 220 265 B1

Składnik matrycy betonu RPC/oceniane właściwości świeżego i stwardniałego materiału Concrete matrix component RPC / Rated Fresh Properties and hardened material Skład betonu RPC - dowolna jednostka masy/wyniki badań cech betonów Concrete composition RPC - any mass unit / results of concrete properties tests M20-RPC referencyjny M20-RPC reference K5 K5 K10 K10 K15 K15 Cement Cement 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Pył krzemionkowy Silica dust 250 250 187,5 187.5 125 125 62,5 62.5 Popiół fluidalny z węgla kamiennego Coal fluidized ash 0 0 62,5 62.5 125 125 187,5 187.5 Piasek Sand 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 Superplastyfikator Superplasticizer 20 twenty 20 twenty 20 twenty 20 twenty Domieszka odpowietrzająca Admixture venting 2 2 2 2 2 2 2 2 Woda Water 238 238 238 238 238 238 257 257 Właściwości: Properties: Konsystencja-rozpływ Consistency-spreading 185 185 210 210 215 215 215 215 Gęstość świeżej masy Fresh mass density 2365 2365 2365 2365 2350 2350 2335 2335 Wytrzymałość na ściskanie po 24h, MPa Compressive strength after 24h, MPa 81 81 88 88 93 93 86 86 Wytrzymałość na ściskanie po 28d, MPa Compressive strength after 28d, MPa 139 139 139 139 134 134 126 126 Wytrzymałość na zginanie po 24h, MPa Bending strength after 24h, MPa 15 15 13 13 15 15 15 15 Wytrzymałość na zginanie po 28d, MPa Bending strength after 28d, MPa 29 29 30 thirty 31 31 23 23 Nasiąkliwość, % Water absorption,% 2,2 2.2 - - 3,3 3.3 - - Mrozoodporność po 200 cyklach zamrażania Frost resistance after 200 freezing cycles Brak ubytków masy oraz spadek wytrzymałości poniżej 20% No weight loss and a decrease in strength below 20% - - Brak ubytków masy oraz spadek wytrzymałości poniżej 20% No weight loss and a decrease in strength below 20% - - Odporność na środki odladzające, ubytek masy, kg/m² Resistance to de-icing agents, weight loss, kg / m ² 0 0 - - 0 0 - - Porowatość - metoda porozymetrii rtęciowej, mm³/gPorosity - mercury porosimetry method, mm ³ / g 9 9 - - 13 13 - - Zawartość Ca(OH)2 po 28d twardnienia, % Ca (OH) 2 content after 28d hardening,% 0 0 - - 0 0 - - Odporność na oddziaływanie środowiska siarczanowego wg procedury PN-B-190707 (środowisko korozyjne - roztwór MgSO4), zmiana długości po 52 tygodniach, mm/m Resistance to the impact of sulphate environment according to the PN-B-190707 procedure (corrosive environment - MgSO4 solution), change in length after 52 weeks, mm / m + 0,21 (< 5,00 wykazuje odporność) + 0.21 (<5.00 shows resistance) - - + 0,05 (< 5,00 wykazuje odporność) + 0.05 (<5.00 shows resistance) - - Odporność na oddziaływanie środowiska chlorkowego po 1 roku, w oparciu o próbki o wymiarach 25x25x100 mm Resistance to the effects of the chloride environment after 1 year, based on samples measuring 25x25x100 mm Spadek wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu i wytrzymałości na ściskanie poniżej 20% Decrease bending tensile strength and compressive strength below 20% - - Spadek wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu i wytrzymałości na ściskanie poniżej 20% Decrease bending tensile strength and compressive strength below 20% - -

PL 220 265 B1PL 220 265 B1

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

W składzie matrycy betonu z proszkiem reaktywnym RPC jak w przykładzie I, popiołem lotnym fluidalnym ze spalania węgła brunatnego pochodzącym z Elektrociepłowni Turów i zawierającym wagowo: 33,33% SiO2, 5,70% Fe₂O₃, 24,90% AI2O3, 2,65% TiO2, 21,50% CaO, 2,32% MgO, 4,00% SO3, 1,83% Na₂O, 0,70% K₂O, 3,07% niespalonego węgla, przy czym suma składników SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃stanowi 63,88%, zastąpiono odpowiednio 25 i 50% pyłu krzemionkowego, wprowadzając do składu mieszanki równoważną masę popiołu. Materiał do badań porównawczych przygotowano analogicznie jak w przykładzie I. Uzyskane materiały poddano także badaniom w porównywalnym, jak w przykładzie I zakresie.The composition of the concrete matrix with the RPC reactive powder as in example I, fluidized fly ash from lignite combustion from the Turów Heat and Power Plant and containing by weight: 33.33% SiO2, 5.70% Fe ₂ O ₃ , 24.90% Al2O3, 2 , 65% TiO2, 21.50% CaO, 2.32% MgO, 4.00% SO3, 1.83% Na ₂ O, 0.70% K ₂ O, 3.07% unburned carbon, the sum of the components SiO ₂ + Al ₂ O ₃ + Fe ₂ O ₃ constitutes 63.88%, it was replaced with 25 and 50% of silica dust, respectively, by introducing the equivalent mass of ash into the mixture composition. The material for comparative tests was prepared in the same way as in Example 1. The obtained materials were also tested in a range comparable to that in Example 1.

Skład betonów RPC: wyjściowego zawierającego w formie proszku reaktywnego pył krzemionkowy - M20 i zawierającego popiół fluidalny ze spalania węgla brunatnego przedstawiono w poniższej tabeli. W jej drugiej części zaprezentowano wyniki badań potwierdzających uzyskanie materiału o porównywalnych parametrach użytkowych jak wyjściowej matrycy betonu RPC.The composition of RPC concretes: the initial one containing silica dust in the form of a reactive powder - M20 and containing fluidized ash from brown coal combustion is presented in the table below. The second part presents the results of tests confirming the obtaining of a material with comparable performance parameters as the original RPC concrete matrix.

Składnik matrycy betonu RPC/oceniane właściwości świeżego i stwardniałego materiału Component of RPC concrete matrix / fresh properties assessed and hardened material Skład betonu RPC - dowolna jednostka masy/wyniki badań cech betonów Concrete composition RPC - any mass unit / results of concrete properties tests M20 - RPC referencyjny M20 - Reference RPC T5 T5 T10 T10 Cement Cement 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Pył krzemionkowy Silica dust 250 250 187,5 187.5 125 125 Popiół fluidalny z węgla brunatnego Lignite fluidized ash 0 0 62,5 62.5 125 125 Piasek Sand 1100 1100 1100 1100 1100 1100 Superplastyfikator Superplasticizer 20 twenty 20 twenty 20 twenty Domieszka odpowietrzająca Venting admixture 2 2 2 2 2 2 Woda Water 238 238 238 238 238 238 Właściwości: Properties: Konsystencja - rozpływ Consistency - flow 185 185 160 160 170 170 Gęstość świeżej masy Fresh mass density 2365 2365 2350 2350 2335 2335 Wytrzymałość na ściskanie po 24h, MPa Compressive strength after 24h, MPa 81 81 91 91 90 90 Wytrzymałość na ściskanie po 28d, MPa Compressive strength after 28d, MPa 139 139 132 132 137 137 Wytrzymałość na zginanie po 24h, MPa Bending strength after 24h, MPa 15 15 12 12 14 14 Wytrzymałość na zginanie po 28d, MPa Bending strength after 28d, MPa 29 29 33 33 32 32 Odporność na środki odladzające, ubytek masy, kg/m² Resistance to de-icing agents, weight loss, kg / m ² 0 0 - - 0 0 Porowatość - metoda porozymetrii rtęciowej, mm³/gPorosity - mercury porosimetry method, mm ³ / g 9 9 - - 8 8 Zawartość Ca(OH)2 po 28d twardnienia, % Ca (OH) 2 content after 28d hardening,% 0 0 - - 0,6 0.6 Odporność na oddziaływanie środowiska siarczanowego wg procedury PN-B190707 (środowisko korozyjne roztwór MgSO4), zmiana długości po 52 tygodniach, mm/m Resistance to sulphate environment according to PN-B190707 procedure (corrosive environment with MgSO4 solution), length change after 52 weeks, mm / m + 0,21 (< 5,00 wykazuje odporność) + 0.21 (<5.00 shows resistance) - - + 0,05 (< 5,00 wykazuje odporność) + 0.05 (<5.00 shows resistance) Odporność na oddziaływanie środowiska chlorkowego po 1 roku, w oparciu o próbki o wymiarach 25x25x100 mm Resistance to the effects of a chloride environment after 1 year, based on samples with dimensions of 25x25x100 mm Spadek wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu i wytrzymałości na ściskanie poniżej 20% Decrease bending tensile strength and compressive strength below 20% - - Spadek wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu i wytrzymałości na ściskanie poniżej 20% Decrease bending tensile strength and compressive strength below 20%

Claims

Patent claim

The use of a mineral additive for concrete matrices with RPC reactive powder in the form of fluidized fly ash from the combustion of hard coal or lignite in circulation boilers with simultaneous desulphurization, containing by weight 8-25% CaO, 30-45% SiO ₂ , 15-25% Al ₂ O ₃ , 5-10% iron oxides, more than 60% of the sum of the components SiO ₂ + Al ₂ O ₃ + Fe ₂ O ₃ , 3-9% SO ₃ , 0-4% unburned carbon, which is introduced into RPC concrete in place of dust silica, up to

75% of its mass.