PL236691B1 - Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym - Google Patents
Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym Download PDFInfo
- Publication number
- PL236691B1 PL236691B1 PL429309A PL42930919A PL236691B1 PL 236691 B1 PL236691 B1 PL 236691B1 PL 429309 A PL429309 A PL 429309A PL 42930919 A PL42930919 A PL 42930919A PL 236691 B1 PL236691 B1 PL 236691B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- amount
- admixture
- portland cement
- liquid crystal
- concrete
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 title claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 7
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- KAEZRSFWWCTVNP-UHFFFAOYSA-N (4-methoxyphenyl)-(4-methoxyphenyl)imino-oxidoazanium Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N=[N+]([O-])C1=CC=C(OC)C=C1 KAEZRSFWWCTVNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 2
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 2
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N Stilbene Natural products C=1C=CC=CC=1/C=C/C1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical class C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010922 glass waste Substances 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021286 stilbenes Nutrition 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M trans-cinnamate Chemical class [O-]C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym zawierający: cement portlandzki w ilości od 340 do 380 kg/m3, popiołów lotnych w ilości od 38 do 102 kg/m3, kruszywa żwirowego korzystnie o frakcji 2/8 mm w ilości od 907 do 1109 kg/m3, piasku kwarcowego korzystnie o frakcji 0,25/2 mm w ilości od 739 do 1036 kg/m3, domieszki superplastyfikatora na bazie polikarboksylatów w ilości od 1,02 do 5,70 kg/m3, bezchlorkowej domieszki plastyfikatora w ilości od 0,68 do 2,459 kg/m3, domieszki napowietrzającej na bazie niejonowych surfaktantów w ilości od 0,021 do 0,076 kg/m3, domieszki hydrofobizującej w ilości od 1,7 do 5,67 kg/m3, wody wodociągowej w ilości od 102 do 144 kg/m3, odpadu ciekłokrystalicznego w ilości od 1,7 do 11,4 kg/m3. Wskazane jest aby cementem portlandzkim był cement portlandzki CEM I 42,5 R., a domieszką hydrofobizującą jest domieszka z grupy silanów.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym.
Pod pojęciem betonów wysokiej wytrzymałości rozumiane są kompozyty powstałe ze zmieszania spoiwa - cementu o wysokiej klasie 42,5 lub 52,5, kruszywa grubego łamanego o frakcji 2/8 mm, piasku kwarcowego o frakcji 0,25/2 mm, wody oraz ewentualnych dodatków (> 5% masy cementu) lub domieszek (do 5% masy cementu) nadających pożądane cechy. Wytrzymałość kostk owa na ściskanie betonów wysokiej wytrzymałości wynosi powyżej 60 MPa, a współczynnik woda/cement lub woda/spoiwo jest mniejszy od 0,40.
W ostatnich latach można zaobserwować rozwój technologii betonów wysokiej wytrzymałości - BWW, w tym betonów zawierających odpad zamiast kruszywa.
Jednym z odpadów pochodzących z monitorów LCD, ang. liquid crystal displays jest szklany ekran. Tematyka recyklingu szkła jest powszechnie znana i poruszana w publikacjach naukowych. W literaturze spotykamy recykling odpadów szyb samochodowych, czy sodowo-wapniowego szkła z kontenerów.
Z artykułu P. Sikory, E. Horszczaruk, T. Rucińskiej pt. „The effect of nanosilica and titanium dioxide on the mechanical and self-cleaning properties of waste-glass cement mortar’, Procedia Engineering 108:2015 s. 146-153 znane są betony, w których zastąpienie piasku kwarcowego barwną stłuczką szklaną w ilości 25% wagowo w przeliczeniu na masę piasku podwyższa wytrzymałość na zginanie o 10% w stosunku do betonu referencyjnego.
Z artykułu Ali A. Aliabdo, Abd Elmoaty M. Abd Elmoaty, Ahmed Y. Aboshama pt. „ Utilization of waste glass powder in the production of cement and concreto”, Constr. Build. Mater 124:2016 s. 866-877 znane są betony, w których zastąpiono cement stłuczką szklaną w ilości 10%. Otrzymano betony, których wytrzymałość na ściskanie wyniosła 30 MPa, wytrzymałość na rozciąganie - 4 MPa i gęstość wzrosła o około 9,0%, zmniejszyła się absorpcja betonu średnio o 16,0%.
Z badań V. Corinaldesi, A. Nardinocchi i J. Donnini pt. „Reuse of recycled glass in mortar manufacturing ”, European Journal of Environmental and Civil Engineering 2016 (doi.org/10.1080/19648189.2016.1246695) wynika, że wytrzymałość na ściskanie betonu, w którym zastąpiono piasek kwarcowy stłuczką szklaną w ilości 50% jest porównywalna do betonu referencyjnego.
W pracy Ł. Gołek i E. Kapeluszna pt. „Zastosowanie stłuczki szklanej i popiołów fluidalnych do produkcji spoiw”, przedstawiono wyniki badań zaczynów ze spoiw będących mieszaninami popiołów fluidalnych oraz mielonej stłuczki szklanej. Mieszaniny popiołów z mieloną stłuczką hydratyzują i wykazują przyrosty wytrzymałości.
Z opisów zgłoszeń patentowych nr ΜΧ2014011572 (A), KR20140003963 (A), MY128365 (A), HU1100119 (A2) znane są sposoby wytwarzania betonów ze stłuczką lub włóknami szklanymi. Pył szklany z monitorów zastosowano w ilości 20% w stosunku do masy piasku do produkcji betonu o wysokiej trwałości, co opisano w opisie patentowym nr KR101084279 (B2).
W przedstawionym stanie techniki stosowano wyłącznie domieszki lub dodatki stłuczki szklanej.
Jak opisano w artykule naukowym Chrzanowski M.M. i inni pt. „Fotoporządkowanie - nowa ważna technologia w produkcji elektrooptycznych przetworników ciekłokrystalicznych ”, Polimery 58, 2013, 7-8, str. 569-581 składnikami odpadów ciekłokrystalicznych oprócz krzemionki są ciekłe kryształy p-azoksyanizolu - PAA, które są napylane próżniowo związkami nieorganicznymi. W wyświetlaczach ciekłokrystalicznych stosuje się kilkadziesiąt różnych substancji wykorzystywanych do porządkowania ciekłego kryształu: powłoki polimerowe, surfaktanty i związki silanowe, lecytynę, celulozę, chlorosilany, substancje organiczne jak poliamidy, poliimid. Substancje organiczne to m.in.: cis-trans azozwiązki najczęściej pochodne azobenzenu, pochodne stilbenu lub cynamonianów, poliestry, celuloza, octan celulozy, nylon, poliamidy, lecytyna, polialkohol winylowy, żywice epoksydowe i akrylowe, kwas stearynowy, organosilany i inne. Do substancji nieorganicznych zalicza się: warstwy polimerowe, fluorek magnezu, diament, glin, węglik krzemu, tlenki: krzemu, glinu, indu, magnezu, cyrkonu, wanadu. Zamiast podłoży szklanych, coraz częściej zamiennie stosuje się giętkie podłoża z materiałów organicznych np. PES polieterosulfon. Nie obserwuje się występowania związków toksycznych tj. ołowiu, rtęci, jedynie śladowe, dopuszczalne ilości fosforu i tytanu.
Istotą betonu wysokiej wytrzymałości zawierającego cement portlandzki, popioły lotne, kruszywo żwirowe, piasek, domieszki superplastyfikatora na bazie polikarboksylatów, bezchlorkowej domieszki plastyfikatora, domieszki napowietrzającej na bazie niejonowych surfaktantów, domieszki hydrofobizującej, wody, według wynalazku, jest to, że składa się z:
PL 236 691 B1
- cementu portlandzkiego w ilości od 340 do 380 kg/m3, korzystnie 358 kg/m3;
- popiołów lotnych w ilości od 38 do 102 kg/m3, korzystnie 53 kg/m3;
- kruszywa żwirowego korzystnie o frakcji 2/8 mm w ilości od 907 do 1109 kg/m3, ko- rzystnie 1033 kg/m3;
- piasku kwarcowego korzystnie o frakcji 0,25/2 mm w ilości od 739 do 1036 kg/m3, korzystnie 893 kg/m3;
- domieszki superplastyfikatora na bazie polikarboksylatów w ilości od 1,02 do 5,70 kg/m3, korzystnie 2,877 kg/m3;
- bezchlorkowej domieszki plastyfikatora w ilości od 0,68 do 2,459 kg/m3, korzystnie 2,261 kg/m3;
- domieszki napowietrzającej na bazie niejonowych surfaktantów w ilości od 0,021 do 0,076 kg/m3, korzystnie 0,045 kg/m3;
- domieszki hydrofobizującej w ilości od 1,7 do 5,67 kg/m3, korzystnie 2,055 kg/m3;
- wody wodociągowej w ilości od 102 do 144 kg/m3, korzystnie 122 kg/m3,
- odpadu ciekłokrystalicznego w ilości od 1,7 do 11,4 kg/m3, korzystnie 3,58 kg/m3. Korzystnie cementem portlandzkim jest cement portlandzki CEM I 42,5 R oraz domieszką hydrofobizującą jest domieszką z grupy silanów.
Beton, będący przedmiotem wynalazku oprócz bardzo dobrych parametrów mechanicznych charakteryzuje się małą nasiąkliwością, wysokim stopniem wodoszczelności i mrozoodporności, wymaganymi w przypadku stosowania betonu w niekorzystnych, wyższych klasach ekspozycji. Właściwości osiągnięto mimo zastosowania domieszki z odpadu ciekłokrystalicznego. Jest to niezwykle istotne ze względu na aspekt ekologiczny związany z utylizacją odpadu.
We wszystkich przykładach wynalazku zastosowano cementy w ilościach przekraczających 340 kg/1m3 objętości betonu, użyto kombinacji czterech domieszek chemicznych, w tym efektywnej domieszki napowietrzającej poprawiającej mrozoodporność betonu. Zastosowano odpad ciekłokrystaliczny, w którego skład wchodzi przede wszystkim krzem, polieterosulfon, poliamid, ciekłe kryształy p -azoksyanizolu.
P r z y k ł a d 1
Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym został sporządzony według następującej receptury:
- cementu portlandzkiego CEM I 42,5 R firmy CEMEX w ilości 340 kg/m3;
- popiołów lotnych wytworzonych ze spalania węgla kamiennego w ilości 102 kg/m3;
- kruszywa żwirowego o frakcji 2/8 mm w ilości 907 kg/m3;
- piasku kwarcowego o frakcji 0,25/2 mm w ilości 1036 kg/m3;
- domieszki superplastyfikatora Stachement 2750 na bazie polikarboksylatów w ilości 1,02 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- bezchlorkowej domieszki plastyfikatora Elementan w ilości 0,68 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- domieszki napowietrzającej Microporan HS na bazie niejonowych surfaktantów w ilości 0,021 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- domieszki hydrofobizującej Hydrofob K w postaci silanów w ilości 1,7 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- wody wodociągowej w ilości 102 kg/m3;
- odpadu ciekłokrystalicznego LCD z Polskiej Korporacji Recyklingowej Sp. z o.o. w Lublinie w ilości 1,7 kg/m3.
Dominującym składnikiem LCD jest tlenek krzemu SiO2 w ilości 24,635% wag. 20 (tab. 1). Drugim pod względem zawartości jest tlenek glinu AbO3, którego ilość wynosi około 5,096% wag., następnie tlenek wapnia CaO - 2,677% wag. W podrzędnych ilościach występują tlenki arsenu, cynku, strontu, baru, fosforu, potasu, żelaza, tytanu, miedzi, indu. W matrycy LCD odnotowano obecność węglowodorów (organiczne połączenia węgla), których zawartość wynosi 65,116% wag. Zmielone fragmenty matryc 25 LCD cechuje ostrokrawędzisty, nieregularny kształt, na którym widać charakterystyczne dla tego typu faz krystalicznych powierzchnie muszlowego przełamu. Elementy matryc wykazują silnie zróżnicowany rozkład wielkości ziaren. Występują ziarna o średnicy do 2 mm, obok których są drobniejsze o wymiarach od 20-100 pm oraz od 300 do 500 pm. Skład mineralny odpadu analizowano metodą proszkową przeprowadzoną na frakcji 30 materiału drobniejszego niż 75 pm. Analiza wykazała, że dominującym składnikiem jest krzemionka bezpostaciowa SiO2.
PL 236 691 B1
Próbki sześcienne o wymiarach 150 x 150 x 150 mm i prostopadłościenne o wymiarach 100 x 100 x 500 mm formowano bezpośrednio po wymieszaniu składników betonu. Po upływie 28 dni wykonano badania cech fizycznych i mechanicznych betonu, których wyniki podano w tabeli 2. W tabeli 3 podano wyniki badań wymywalności metali 5 ciężkich wg normy PN-EN 12457-4:2006.
P r z y k ł a d 2
Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym został sporządzony według następującej receptury:
- cementu portlandzkiego CEM I 42,5 R firmy CEMEX w ilości 358 kg/m3;
- popiołów lotnych wytworzonych ze spalania węgla kamiennego w ilości 53 kg/m3;
- kruszywa żwirowego o frakcji 2/8 mm w ilości 1033 kg/m3;
- piasku kwarcowego o frakcji 0,25/2 mm w ilości 893 kg/m3;
- domieszki superplastyfikatora Stachement 2750 na bazie polikarboksylatów w ilości 2,877 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- bezchlorkowej domieszki plastyfikatora Elementan w ilości 2,261 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- domieszki napowietrzającej Microporan HS na bazie niejonowych surfaktantów w ilości 0,045 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- domieszki hydrofobizującej Hydrofob K w postaci silanów w ilości 2,055 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- wody wodociągowej w ilości 122 kg/m3;
- odpadu ciekłokrystalicznego LCD z Polskiej Korporacji Recyklingowej Sp. z o.o. w Lublinie w ilości 3,58 kg/m3.
Dominującym składnikiem LCD jest tlenek krzemu SiO2 w ilości 24,635% wag. (tab. 1). Drugim pod względem zawartości jest tlenek glinu, którego ilość wynosi około 5,096% wag., następnie tlenek wapnia - 2,677% wag. W podrzędnych ilościach występują tlenki arsenu, cynku, strontu, baru, fosforu, potasu, żelaza, tytanu, miedzi, indu. W matrycy LCD odnotowano obecność węglowodorów (organiczne połączenia węgla), których 30 zawartość wynosi 65,116% wag. Zmielone fragmenty matryc LCD cechuje ostrokrawędzisty, nieregularny kształt, na którym widać charakterystyczne dla tego typu faz krystalicznych powierzchnie muszlowego przełamu. Elementy matryc wykazują silnie zróżnicowany rozkład wielkości ziaren. Występują ziarna o średnicy do 2 mm, obok których są drobniejsze o wymiarach od 20-100 ąm oraz od 300 do 500 ąm. Skład mineralny odpadu analizowano metodą proszkową przeprowadzoną na frakcji materiału drobniejszego niż 75 ąm. Analiza wykazała, że dominującym składnikiem jest krzemionka bezpostaciowa SiO2.
Próbki sześcienne o wymiarach 150 x 150 x 150 mm i prostopadłościenne o wymiarach 100 x 100 x 500 mm formowano bezpośrednio po wymieszaniu składników betonu. Po upływie 28 dni wykonano badania cech fizycznych i mechanicznych betonu, których wyniki podano w tabeli 2. W tabeli 3 podano wyniki badań wymywalności metali ciężkich wg normy PN-EN 12457-4:2006.
P r z y k ł a d 3
Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym został sporządzony według następującej receptury:
- cementu portlandzkiego CEM I 42,5 R firmy CEMEX w ilości 380 kg/m3;
- popiołów lotnych wytworzonych ze spalania węgla kamiennego w ilości 38 kg/m3;
- kruszywa żwirowego o frakcji 2/8 mm w ilości 1109 kg/m3;
- piasku kwarcowego o frakcji 0,25/2 mm w ilości 739 kg/m3;
- domieszki superplastyfikatora Stachement 2750 na bazie polikarboksylatów w ilości 5,70 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- bezchlorkowej domieszki plastyfikatora Elementan w ilości 2,459 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- domieszki napowietrzającej Microporan HS na bazie niejonowych surfaktantów w ilości 0,076 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- domieszki hydrofobizującej Hydrofob K w postaci silanów w ilości 5,67 kg/m3 wyprodukowanej przez STACHEMA Polska Spółka z o.o.;
- wody wodociągowej w ilości 144 kg/m3;
- odpadu ciekłokrystalicznego LCD z Polskiej Korporacji Recyklingowej Sp. z o.o. w Lublinie w ilości 11,4 kg/m3.
PL236 691 Β1
Dominującym składnikiem LCD jest tlenek krzemu S1O2 w ilości 24,635% wag. 30 (tab. 1). Drugim pod względem zawartości jest tlenek glinu, którego ilość wynosi około 5,096% wag., następnie tlenek wapnia - 2,677% wag. W podrzędnych ilościach występują tlenki arsenu, cynku, strontu, baru, fosforu, potasu, żelaza, tytanu, miedzi, indu. W matrycy LCD odnotowano obecność węglowodorów (organiczne połączenia węgla), których zawartość wynosi 65,116% wag. Zmielone fragmenty matryc LCD cechuje ostrokrawędzisty, nieregularny kształt, na którym widać charakterystyczne dla tego typu faz krystalicznych powierzchnie muszlowego przełamu. Elementy matryc wykazują silnie zróżnicowany rozkład wielkości ziaren. Występują ziarna o średnicy do 2 mm, obok których są drobniejsze o wymiarach od 20-100 μm oraz od 300 do 500 μm.
Skład mineralny odpadu analizowano metodą proszkową przeprowadzoną na frakcji materiału drobniejszego niż 75 μm. Analiza wykazała, że dominującym składnikiem jest krzemionka bezpostaciowa SiO2.
Próbki sześcienne o wymiarach 150x 150x150 mm i prostopadłościenne o wymiarach 100 x 100 x 500 mm formowano bezpośrednio po wymieszaniu składników betonu. Po upływie 28 dni wykonano badania cech fizycznych i mechanicznych betonu, których wyniki podano w tabeli 2. W tabeli 3 podano wyniki badań wymywalności metali ciężkich wg normy PN-EN 12457-4:2006.
Tabela 1
Skład chemiczny matrycy ciekłokrystalicznej LCD
| Składnik | Stężenie |
| SiO2, % | 24,635 |
| AI2O3, % | 5,096 |
| MgO, % | 0,535 |
| CaO, % | 2,677 |
| P2O5, % | 0,075 |
| Cl, % | 0,038 |
| K2O, % | 0,026 |
| Fe2Oa, % | 0,048 |
| Zn, % | 0,018 |
| As, % | 0,165 |
| Sr, % | 0,99 |
| Zr, % | 0,256 |
| Ag, % | 0,047 |
| Sn, % | 0,018 |
| Sb, % | 0,032 |
| Ba, % | 0,214 |
| CH2, % | 65,116 |
| Ti, % | 0,0046 |
| Cu, % | 0,0043 |
| I, % | 0,0048 |
PL 236 691 Β1
Tabela 2
Właściwości świeżej mieszanki betonowej oraz stwardniałych betonów
| Właściwości | Rodzaj betonu | ||
| Przykład 1 | Przykład 2 | Przykład 3 | |
| Właściwości świeżej mieszanki betonowej | |||
| Zawartość powietrza, % | 5,5 | 6,1 | 6,8 |
| Właściwości fizyczne betonu | |||
| Gęstość objętościowa, kg/m3 | 2254 | 2276 | 2297 |
| Nasiąkliwość wagowa, % | 4,9 | 4,9 | 4,8 |
| Wodoszczelność wg PN-B-06250:1988 | stopień wodoszczelności W8 | ||
| Właściwości mechaniczne betonu | |||
| Wytrzymałość na ściskanie /Cm,cube#i50 po 28 dniach, MPa | 64,1 | 65,0 | 66,4 |
| Klasa betonu | 050/60 | 050/60 | 050/60 |
| Wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu, MPa | 7,16 | 7,85 | 7,92 |
| Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu, MPa | 3,87 | 4,15 | 4,41 |
| Mrozoodporność wg PN-B-06250:1988 | stopień mrozoodporności F150 |
PL236 691 Β1
Tabela 3
Wartości stężeń metali obecnych w matrycy LCD (ppm) oraz wartości dopuszczalne
| Składnik | Stężenie (ppm) | Wartość dopuszczalna* | Wartość dopuszczalna** |
| AI2O3 | 0,0005 | < 3.0 | - |
| p2o5 | 0,000007 | <1 | - |
| Cl | 0,000003 | <0,4 | - |
| K2O | 0,000002 | <80 | - |
| Ρθ2θ3 | 0,000005 | <10,0 | - |
| Zn | 0,000002 | <2,0 | |
| As | 0,000016 | <0,1 | <20 |
| Ag | 0,000005 | <0,1 | - |
| Sn | 0,0000018 | <1 | <20 |
| Ba | 0,00002 | <2 | <200 |
| ch2 | 0,00065 | <0,1 | |
| Ti | 0,0000004 | <1,0 | |
| Cu | 0,0000004 | <0,5 | <30 |
*Rozporząd zenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wody i lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U.06 nr 137, poz. 984).
**Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz.U. 2002 nr 165, poz. 1359.
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym zawierający cement portlandzki, popioły lotne, kruszywo żwirowe, piasek, domieszki superplastyfikatora na bazie polikarboksylatów, bezchlorkowej domieszki plastyfikatora, domieszki napowietrzającej na bazie niejonowych surfaktantów, domieszki hydrofobizującej, wody, znamienny tym, że składa się z:- cementu portlandzkiego w ilości od 340 do 380 kg/m3, korzystnie 358 kg/m3;- popiołów lotnych w ilości od 38 do 102 kg/m3, korzystnie 53 kg/m3;- kruszywa żwirowego korzystnie o frakcji 2/8 mm w ilości od 907 do 1109 kg/m3, korzystnie 1033 kg/m3;- piasku kwarcowego korzystnie o frakcji 0,25/2 mm w ilości od 739 do 1036 kg/m3, korzystnie 893 kg/m3;- domieszki superplastyfikatora na bazie polikarboksylatów w ilości od 1,02 do 5,70 kg/m3, korzystnie 2,877 kg/m3;- bezchlorkowej domieszki plastyfikatora w ilości od 0,68 do 2,459 kg/m3, korzystnie 2,261 kg/m3;PL 236 691 B1- domieszki napowietrzającej na bazie niejonowych surfaktantów w ilości od 0,021 do 0,076 kg/m3, korzystnie 0,045 kg/m3;- domieszki hydrofobizującej w ilości od 1,7 do 5,67 kg/m3, korzystnie 2,055 kg/m3;- wody wodociągowej w ilości od 102 do 144 kg/m3, korzystnie 122 kg/m3,- odpadu ciekłokrystalicznego w ilości od 1,7 do 11,4 kg/m3, korzystnie 3,58 kg/m3.
- 2. Beton według zastrz. 1, znamienny tym, że cementem portlandzkim jest cement portlandzki CEM I 42,5 R.
- 3. Beton według zastrz. 1, znamienny tym, że domieszka hydrofobizująca jest domieszką z grupy silanów.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429309A PL236691B1 (pl) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429309A PL236691B1 (pl) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL429309A1 PL429309A1 (pl) | 2019-07-29 |
| PL236691B1 true PL236691B1 (pl) | 2021-02-08 |
Family
ID=67384420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL429309A PL236691B1 (pl) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236691B1 (pl) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101084279B1 (ko) * | 2011-07-25 | 2011-11-17 | (주)진명건설 | Ｌｃｄ 폐유리를 재활용한 콘크리트 단면복구용 고내구성 보수보강재 |
| PL405829A1 (pl) * | 2013-10-29 | 2015-05-11 | Mackiewicz Marek | Beton o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych i sposób jego wytwarzania |
| KR101691299B1 (ko) * | 2015-07-27 | 2017-01-10 | 고려대학교 산학협력단 | Lcd 혼입 저알칼리 시멘트콘크리트 결합재 조성물, 그 조성물의 제조방법, 그 조성물을 포함하는 콘크리트 구조물 |
| KR20170079051A (ko) * | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주식회사 뉴텍 | Lcd 폐유리를 이용한 콘크리트 조성물 |
| KR20170079046A (ko) * | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주식회사 뉴텍 | Lcd 폐유리를 이용한 콘크리트 조성물의 제조방법 |
-
2019
- 2019-03-18 PL PL429309A patent/PL236691B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL429309A1 (pl) | 2019-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rashad | Phosphogypsum as a construction material | |
| Wang et al. | Durability of self-consolidating concrete using waste LCD glass | |
| Rozière et al. | Valorisation of sediments in self-consolidating concrete: Mix-design and microstructure | |
| Sabir et al. | Metakaolin and calcined clays as pozzolans for concrete: a review | |
| Kanning et al. | Banana leaves ashes as pozzolan for concrete and mortar of Portland cement | |
| Fediuk et al. | Composite binders for concrete of protective structures | |
| Corinaldesi | Environmentally-friendly bedding mortars for repair of historical buildings | |
| Chindaprasirt et al. | Improvement of durability of cement pipe with high calcium fly ash geopolymer covering | |
| RU2233254C2 (ru) | Композиция для получения строительных материалов | |
| US20150135997A1 (en) | Internal curing composition for concrete mixtures | |
| WO2019110134A1 (en) | Ground granulated blast furnace slag based binder, dry and wet formulations made therefrom and their preparation methods | |
| Abbas et al. | Study of using of recycled brick waste (RBW) to produce environmental friendly concrete: A review | |
| CN104870396A (zh) | 水泥促凝剂和电弧炉粉尘在水泥中的应用 | |
| Ingunza et al. | Performance of mortars with the addition of septic tank sludge ash | |
| Lu et al. | Synergistic effect of waste steel slag powder and fly ash in sustainable high strength engineered cementitious composites: From microstructure to macro-performance | |
| Gencel et al. | Manufacturing of fired bricks derived from wastes: utilization of water treatment sludge and concrete demolition waste | |
| Gaidhankar et al. | Exploring the impact of marble waste aggregate on the mechanical, durability, and microstructure properties of concrete with Metakaolin | |
| Martauz et al. | The properties of concrete based on steel slag as a by-product of metallurgical production | |
| PL236691B1 (pl) | Beton o wysokiej wytrzymałości z odpadem ciekłokrystalicznym | |
| Frar et al. | Valorization of port dredged sediments in cement mortars | |
| Fediuk et al. | Effect of ash-slag mix and polypropylene fiber on the performances of concrete composite | |
| KR101622257B1 (ko) | 산업부산물을 이용한 말뚝 조성물 및 그를 이용한 철도용 연약지반 강화 말뚝 | |
| CZ81094A3 (en) | Process of treatment contaminating waste and a product obtained therefrom | |
| Sokołowska et al. | Effect of acidic environments on cement concrete degradation | |
| Amarnaath et al. | A study on effective replacement of fine aggregate using copper slag |