PL244396B1 - Mieszanka wypełniająca - Google Patents

Mieszanka wypełniająca Download PDF

Info

Publication number
PL244396B1
PL244396B1 PL439886A PL43988621A PL244396B1 PL 244396 B1 PL244396 B1 PL 244396B1 PL 439886 A PL439886 A PL 439886A PL 43988621 A PL43988621 A PL 43988621A PL 244396 B1 PL244396 B1 PL 244396B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sup
mixture
cement
pulp
admixture
Prior art date
Application number
PL439886A
Other languages
English (en)
Other versions
PL439886A1 (pl
Inventor
Marzena Kurpińska
Original Assignee
Mejer Arkadiusz Przed Wielobranzowe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mejer Arkadiusz Przed Wielobranzowe filed Critical Mejer Arkadiusz Przed Wielobranzowe
Priority to PL439886A priority Critical patent/PL244396B1/pl
Publication of PL439886A1 publication Critical patent/PL439886A1/pl
Publication of PL244396B1 publication Critical patent/PL244396B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/12Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Mieszanka wypełniająca na bazie uwodnionej pulpy z płukania kruszyw kopalnych stanowiącej produkt uboczny w procesie wytwarzania kruszyw, zawiera cement oraz  domieszkę uplastyczniającą, oraz zawiera od 300 kg/m<sup>3</sup> do 420 kg/m<sup>3</sup> pulpy, od 150 kg/m<sup>3</sup> do 250 kg/m<sup>3</sup> popiołów lotnych, od 100 kg/m<sup>3</sup> do 200 kg/m<sup>3</sup> cementu, od 150 kg/m<sup>3</sup> do 180 kg/m<sup>3</sup> piasku naturalnego, od 197 kg/m<sup>3</sup> do 208 kg/m<sup>3</sup> wody, od 0,5 kg/m<sup>3</sup> do 1,0 kg/m<sup>3</sup> domieszki uplastyczniającej, oraz od 2,0 kg/m<sup>3</sup> do 2,5 kg/m<sup>3</sup> domieszki napowietrzającej. Mieszanka zawiera popioły lotne z odpopielania gazów odlotowych w elektrofiltrach, oraz domieszkę uplastyczniającą na bazie polikarboksylanów i domieszkę napowietrzającą w postaci związku powierzchniowo czynnego na bazie surfaktantów anionowych i/lub amfoterycznych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest mieszanka wypełniająca na bazie uwodnionej pulpy z płukania kruszyw, stanowiącej produkt uboczny w procesie wytwarzania kruszyw pochodzący z płukania kruszyw naturalnych. Mieszanka jest dedykowana zwłaszcza do wypełniania przestrzeni wokół fundamentów, rowów instalacyjnych, zbiorników, rur wielkośrednicowych i małośrednicowych, wypełniania tzw. metodą rura w rurze, wypełniania przestrzeni w gruncie oraz wzmacniania gruntów, a także wypełniania wyrobisk w postaci kopalnianych obszarów poeksploatacyjnych. Masa wypełniająca według wynalazku może być stosowana także w inżynierii lądowej i komunikacyjnej jako materiał wypełniający nieczynne instalacje kanalizacyjne lub komunikacyjne. Mieszanki wypełniające mogą mieć zastosowanie do wypełniania wykopów w miejscach, w których byłoby utrudnione tradycyjne zagęszczanie gruntu, a także do wypełniania nieczynnych zbiorników, przewodów i kanałów oraz do wypełniania wąskich przestrzeni pionowych i poziomych.
W zakładach wytwarzających kruszywa dla celów budowlanych produktem ubocznym są materiały klasyfikowane również jako odpadowe, w szczególności pulpa poflotacyjna. Od szeregu lat trwają prace nad wykorzystaniem ich w przemyśle lub w rekultywacji terenów górniczych. Stanowią one kłopotliwy produkt wymagający znacznych obszarów składowania.
Znany skład pulpy przedstawiono w czasopiśmie „Surowce i Maszyny budowlane” nr 4/2013 („Sposób na pulpę”, Jadwiga Szuba), gdzie oddzielone podziarno, w postaci silnie uwodnionej pulpy, hydraulicznie transportowane było do stawów osadowych, gdzie poddawane było sedymentacji i odwodnieniu. Pulpa stanowi produkt uboczny dla kopalni kruszyw, który ze względu na swoje specyficzne właściwości, w szczególności uwodnienie, nie może być wykorzystywany do produkcji betonów i zapraw o wymaganej przepisami wytrzymałości. Pulpa w tym przypadku stanowi materiał o cechach gruntów gliniastych, bazujący głównie na krzemionce (58,16%), tlenku glinu (10,17%), tlenku wapnia (8,73%) oraz tlenku żelaza (5,55%), przy zawartości siarczanów (0,09%) w przeliczeniu na SO3 oraz przy stratach prażenia 11,80%. Uszlachetnienie pulpy do postaci pełnowartościowego produktu jest przedmiotem prac prowadzonych w szeregu jednostkach badawczych. Próbki pulpy stanowią w tym przypadku glinę pylastą o charakterze mokrym, lub po okresie 1-2 lat składowania mają konsystencję miękkoplastyczną, o zawartości wody od 40 do 60%, ze zdecydowaną przewagą frakcji pyłowej, z zawartością CaCO3 powyżej 5%. Wilgotność przebadanych próbek jest zmienna i sytuuje się w granicach od 35% do ponad 60% zwartości wody. Stosunkowo wysoka wilgotność w najmłodszej części osadnika, w opinii autorów wymienionego opracowania stwarza przeszkodę przy załadunku na środki transportu. Natomiast po procesie kilkuletniej sedymentacji wody, załadunek pulpy może być prowadzony bez przeszkód.
Według rozwiązania znanego z chińskiego zgłoszenia patentowego nr CN 105399354 sposób bezemisyjnego przetwarzania odpadów kopalnianych obejmuje pierwszy etap oddzielania pulpy odprowadzanej przez zakład wydobywczy i oddzielania gruboziarnistych materiałów odpadowych i drobnoziarnistej pasty. W drugim etapie prowadzi się suszenie i odwadnianie, a następnie mielenie zwartych gruboziarnistych pozostałości poflotacyjnych w celu przygotowania cementowego materiału kompozytowego. Następnie miesza się materiał z drobnoziarnistą pastą odpadową, a następnie wypełnia się przygotowanym materiałem nieczynne wyrobiska. Zgodnie z metodą bezemisyjnego zagospodarowania odpadów po sortowaniu przez cyklon, produkty przepływu dolnego są odwadniane przez sito wibracyjne o wysokiej częstotliwości w celu przygotowania surowca budowlanego lub są odwadniane i mielone dla przygotowania cementowego materiału kompozytowego, którym wypełnia się podziemne wyrobiska lub wytwarza się materiały budowlane, takie jak bloczki betonowe, a odzyskana czysta woda jest poddawana recyklingowi.
W innym rozwiązaniu znanym z dokumentu patentowego CN 102562148 przestawiono sposób wypełniania wyrobisk górniczych. Środek, którego masa odpowiada 0,5 do 3 procent suchej masy odpadów, jest najpierw mieszany z pulpą z odpadów kopalnianych. Przepływ bazowy jest bezpośrednio pompowany do zbiornika, gdzie dalej prowadzony jest proces odpowietrzania i utwardzania. Po utwardzeniu dolnej warstwy, pulpa jest poddawana wymuszonemu mieszaniu dla uśrednienia stopnia uwodnienia. Wymieszane warstwy dolna i powierzchniowa, wspólnie tworzą korpus wypełniający. W ynalazek częściowo rozwiązuje problem wykorzystania odpadów i zapewnia materiał budowlany o niskiej cenie i dobrej jakości do operacji zasypywania wyrobisk górniczych.
W kolejnym rozwiązaniu, znanym z niemieckiego opisu zgłoszeniowego nr DE 19725141,przedstawiono sposób wytwarzania lekkiego kruszywa, gdzie poprzez mieszanie zawiesiny kruszywa o zawartości wilgoci >30% z resztkami uzyskanymi przez sproszkowanie gruzu osiąga się cel w postaci zmniejszenia zawartości wilgoci. Następuje dodawanie osadu z oczyszczalni ścieków w stosunku wagowym 50 : 50, suszenie i mikroproszkowanie. Uzyskany szlam granuluje się na stole obrotowym. Następnie na powierzchni granulek nanosi się wysuszoną i sproszkowaną pulpę papierową w celu zapobieżenia kondensacji podczas kalcynacji i zmniejszenia gęstości kruszywa. Granulki redukuje się w temperaturze 1000-1200°C w piecu opalanym gazem lub olejem i chłodzi się.
W innym rozwiązaniu znanym z opisu zgłoszenia międzynarodowego nr WO 2015/127360 opisano kompozycję wypełniającą. Kompozycja zawiera jeden lub więcej odpadów kopalnianych obecnych w ilości większej niż 50% wagowych kompozycji, jeden lub więcej cementowych materiałów wiążących obecnych w ilości w zakresie od 0% do 12% wagowych kompozycji, atapulgit obecny w ilości w zakresie od 0,01% do 4,00% wagowych kompozycji oraz wodę. Kompozycja jest dedykowana do wykorzystania odpadów, które mają być składowane nad ziemią lub pod ziemią. Kompozycja jest odpowiednia do wypełniania obszarów wyrobisk po wydobyciu kopalin.
W innym rozwiązaniu znanym ze zgłoszenia patentu europejskiego nr EP 0541998 przedstawiono płynny materiał wypełniający, który powstaje przez zmieszanie utwardzacza, takiego jak cement lub wapno z wodą i płynnym kruszywem, takim jak pozostałości w stanie koloidalnym, wytworzone w kamieniołomach w instalacjach płuczących.
Według innego rozwiązania, znanego ze zgłoszenia patentu europejskiego EP 0167185 zawiesinę kruszywa przetwarza się poprzez usunięcie wody i przez dodanie tlenku metalu ziem alkalicznych. Zawiesina zawiera materiał poflotacyjny o stężeniu co najmniej 300 kg/m3. Tlenek wapnia w takiej samej ilości jest dodawany tak, że produkt otrzymany z jednej strony ma zawartość wilgoci mniejszą niż 25%, a z drugiej strony stężenie CaO jest większe niż 1,8. Produkt procesowy otrzymuje się jako materiał zestalony przez lityfikację. Celem zwiększenia ilości skały w produkcie procesowym, co najmniej część produktu poddaje się obróbce termicznej w kierunku mieszaniny skały i wapna palonego i ta mieszanina jest dodawana do zawiesiny w postaci pulpy. Przestrzeń wyrobiska lub okolice fundamentów obiektu budowlanego wypełnia się opisanym materiałem wypełniającym.
Celem wynalazku jest rozwiązanie problemu zagospodarowania produktu ubocznego w procesie wytwarzania kruszyw, jakim jest w zakładach produkcyjnych kruszyw oraz kopalniach uwodniona pulpa pochodząca z procesu płukania kruszyw.
Według wynalazku, mieszanka wypełniająca na bazie uwodnionej pulpy z płukania kruszyw kopalnych zawierającej krzemionkę, tlenek glinu, tlenek wapnia oraz tlenek żelaza i wodę, która zawiera dodatek cementu oraz domieszki uplastyczniającej, charakteryzuje się tym, że zawiera od 300 kg/m3 do 420 kg/m3 uwodnionej pulpy, od 150 kg/m3do 250 kg/m3 popiołów lotnych, od 100 kg/m3 do 200 kg/m3 cementu, od 150 kg/m3 do 180 kg/m3 piasku naturalnego, od 197 kg/m3 do 208 kg/m3 wody, od 0,5 kg/m3 do 1,0 kg/m3 domieszki uplastyczniającej na bazie polikarboksylanów, oraz od 2,0 kg/m3 do 2,5 kg/m3 domieszki napowietrzającej stanowiącej związek powierzchniowo czynny na bazie surfaktantów anionowych i/lub amfoterycznych.
Mieszanka zawiera korzystnie 200 kg/m3 popiołów lotnych z odpopielania gazów odlotowych w elektrofiltrach.
W korzystnej wersji mieszanki wypełniającej według wynalazku cement stanowi cement portlandzki CEM I.
Zasadniczą cechą składu mieszanki jest stworzenie nowej możliwości przetwarzania pulpy pochodzącej z płukania kruszyw i stanowiącej uciążliwy produkt uboczny. Zastosowany skład i procedura przetwarzania pozwalają na automatyzację cyklu produkcyjnego, co umożliwi przede wszystkim wykorzystanie tego produktu ubocznego i zastąpienie kruszyw naturalnych pulpą w mieszankach do wypełniania. Precyzyjne dozowanie składników w podanych ilościach oraz mieszanie z dodatkami spieniającymi, dla uzyskania lekkich mieszanek wypełniających pozwala na uzyskanie produktów o jednorodnych właściwościach. W konsekwencji została opracowana wypełniająca mieszanka wysokiej jakości zawierająca składniki pochodzące z recyklingu. Mieszanka wypełniająca zawiera wskazane drobne kruszywo z recyklingu i charakteryzuje się ulepszonymi, w porównaniu z drobnokruszywowym betonem, parametrami ,np. bardzo dobrą pompowalnością, możliwością podawania mieszanki na duże odległości ponad 100 m i dodatkowo mieszanka nie będzie wymagała zagęszczania. Ponadto, stwierdzono że mieszanka o wskazanym innowacyjnym składzie charakteryzuje się właściwościami pęcznienia, lecz naprężenia wywołane ewentualnym naciskiem pęczniejącej mieszanki są na tyle małe, że nie wywołają uszkodzeń konstrukcji wypełnianej, a jedynie szczelnie ją wypełniają. Mieszanka wyróżnia się tym od innych rozwiązań, że jak stwierdzono podczas prac badawczych, nie wykazuje skurczu, co stanowi powszechny problem podczas prac wykonywanych z użyciem tego typu wypełnień, a przedstawionych w powyższych zgłoszeniach patentowych. Prace na budowie będą mogły być zrealizowane w znacznie krótszym czasie niż w przypadku tradycyjnego wypełniania wykopów. Zastosowanie innowacyjnej kombinacji składników naturalnych i wymienionego produktu ubocznego w procesie wytwarzania kruszyw pozwala na przygotowanie mieszanek według wynalazku, o wymaganych cechach mechanicznych.
Mieszanka według wynalazku stanowi ekonomiczne rozwiązanie ze względu na zawartość około 50% powietrza w kompozycie cementowym, charakteryzuje się równomiernie rozłożonym pęcherzykami powietrza w mieszance i ostatecznie w kompozycie. Stanowi to skutek zaproponowanych proporcji oraz zawartości ilościowych wymienionych surowców. Rozwiązanie mieszanki o wskazanych parametrach pozwala na szczelne wypełnienie konstrukcji, a jednocześnie zapobiega możliwości lokalizowania się i gniazdowania gryzoni oraz wnikania wilgoci sprzyjającej rozwojowi zjawisk korozyjnych. Stwierdzono, że zaproponowane rozwiązanie zapewnia mrozoodporność kompozytu oraz odporność na działanie wysokich temperatur powyżej 1000°C, przy produkcji kruszywa lekkiego, które musi być wypalane zwykle w temp. 1100°C. Rozwiązanie mieszanki zapewnia, że kompozyt według wynalazku zachowa odporność w opisanych warunkach.
Przedmiot wynalazku przedstawiono poniżej w przykładach wykonania. W tych przykładach wykonania mieszanka wypełniająca została zaprojektowania do wypełniania wolnych przestrzeni wokół fundamentów obiektów budowlanych, choć może być wykorzystana także w innych procedurach wypełniania ubytków w gruncie i innych pustych przestrzeni.
Przykład I
Mieszanka w przykładzie I zawiera:
1. Uwodnioną pulpę zawierającą krzemionkę w ilości 58,16%, 10,17% tlenku glinu, 8,73% tlenku wapnia, 5,55% tlenków żelaza, przy zawartości 0,09% siarczanów w przeliczeniu na SO3 oraz przy stratach prażenia ok. 11,80% wagi całkowitej. Wilgotność pulpy w tym przykładzie wykonania wynosi 17% zawartości wody. W przeliczeniu na 1 m3 mieszanki użyto w tym przykładzie wykonania 300 kg pulpy. Zawartość składników mieszanki wyrażono w kg/m3 mieszanki.
2. Popioły lotne z elektrofiltrów kominowych w instalacjach spalania węgla w ilości 200 kg. W tym przykładzie wykonania użyto popioły kat. A. W innych przykładach wykonania mogą być dla tego celu wykorzystane popioły kat. B lub C, albo mieszanina popiołów wskazanych kategorii.
3. Dodatek cementu w jakości cement portlandzki CEM I 42.5R według normy PN-EN 197-1, który wynosi w tym przykładzie wykonania 100 kg.
4. Do mieszanki w tym przykładzie wykonania dodano piasek kwarcowy naturalny o granulacji od 0,063 mm do 4 mm o gęstości 2,63 g/cm3 w ilości 150 kg.
5. Domieszkę napowietrzającą stanowiącą związek powierzchniowo czynny na bazie surfaktantów anionowych o nazwie handlowej Centripor SK 120 w ilości 2,0 kg.
6. Domieszkę uplastyczniająca na bazie polikarboksylanów o nazwie handlowej Power Flow 2695 w ilości 0,5 kg.
7. Wodę 197 kg.
Wskazane składniki w podanych ilościach zadano do pojemnika z mieszadłem. W celu uzyskania lekkiej mieszanki należy dokładnie wymieszać wszystkie składniki, tj. cement, wodę oraz kruszywa, zachowując przy tym górną granicę klasy konsystencji 150-230 mm mierzoną opadem stożka. Do tak przygotowanej mieszanki dodaje się wskazane ilości dodatków i miesza się do uzyskania homogenicznej napowietrzonej masy.
Przykład II
Mieszanka w przykładzie II zawiera:
1. Uwodnioną pulpę zawierającą krzemionkę w ilości 58,16%, 10,17% tlenku glinu, 8,73% tlenku wapnia, 5,55% tlenków żelaza, przy zawartości 0,09% siarczanów w przeliczeniu na SO3 oraz przy stratach prażenia ok. 11,80% wagi całkowitej. Wilgotność pulpy w tym przykładzie wykonania wynosi 20% zawartości wody. W przeliczeniu na 1 m3 mieszanki użyto w tym przykładzie wykonania 368 kg pulpy. Zawartość składników mieszanki wyrażono w kg/m3 mieszanki.
2. Popioły lotne z elektrofiltrów kominowych w instalacjach spalania węgla w ilości 200 kg. W tym przykładzie wykonania użyto popioły kat. A. W innych przykładach wykonania mogą być dla tego celu wykorzystane popioły kat. B lub C, albo mieszanina popiołów wskazanych kategorii.
3. Dodatek cementu w jakości cement portlandzki CEM I 42.5R według normy PN-EN 197-1, który wynosi w tym przykładzie wykonania 150 kg.
4. Do mieszanki w tym przykładzie wykonania dodano piasek kwarcowy naturalny o granulacji od 0,063 mm do 4 mm o gęstości 2,63 g/cm3 w ilości 158 kg.
5. Domieszkę napowietrzającą stanowiącą związek powierzchniowo czynny na bazie surfaktantów anionowych o nazwie handlowej Centripor SK 120 w ilości 2,0 kg.
6. Domieszka uplastyczniająca na bazie polikarboksylanów o nazwie handlowej Power Flow 2695 w ilości 0,5 kg.
7. Wodę 202 kg.
Wskazane składniki w podanych ilościach zadano do pojemnika z mieszadłem. W celu uzyskania lekkiej mieszanki należy dokładnie wymieszać wszystkie składniki, tj. cement, wodę oraz kruszywa, zachowując przy tym górną granicę klasy konsystencji 150-230 mm mierzoną opadem stożka. Do tak przygotowanej mieszanki dodaje się wskazane ilości dodatków i miesza się do uzyskania napowietrzonej, homogenicznej masy. Przykład III
Mieszanka w przykładzie III zawiera:
1. Uwodnioną pulpę zawierającą krzemionkę w ilości 58,16%, 10,17% tlenku glinu, 8,73% tlenu wapnia, 5,55% tlenków żelaza, przy zawartości 0,09% siarczanów w przeliczeniu na SO3 oraz przy stratach prażenia ok. 11,80% wagi całkowitej. Wilgotność pulpy w tym przykładzie wykonania wynosiła 25% zawartości wody. W przeliczeniu na 1 m3 mieszanki użyto w tym przykładzie wykonania 420 kg pulpy. Zawartość składników mieszanki wyrażono w kg/m3 mieszanki.
2. Popioły lotne z elektrofiltrów kominowych w instalacjach spalania węgla w ilości 200 kg. W tym przykładzie wykonania użyto popioły kat. A. W innych przykładach wykonania mogą być dla tego celu wykorzystane popioły kat. B lub C, albo mieszanina popiołów wskazanych kategorii.
3. Dodatek cementu w jakości cement portlandzki CEM I 42.5R według normy PN-EN 197-1, który wynosi w tym przykładzie wykonania 200 kg.
4. Do mieszanki w tym przykładzie wykonania dodano piasek kwarcowy naturalny o granulacji od 0,063 mm do 4 mm o gęstości 2,63 g/cm3 w ilości 180 kg.
5. Domieszkę napowietrzającą stanowiącą związek powierzchniowo czynny na bazie surfaktantów anionowych o nazwie handlowej Centripor SK 120 w ilości 2,5 kg.
6. Domieszka uplastyczniająca na bazie polikarboksylanów o nazwie handlowej Power Flow 2695 w ilości 1,0 kg.
7. Wodę 208 kg.
Wskazane składniki w podanych ilościach zadano do pojemnika z mieszadłem. W celu uzyskania lekkiej mieszanki należy dokładnie wymieszać wszystkie składniki, tj. cement, wodę oraz kruszywa, zachowując przy tym górną granicę klasy konsystencji 150-230 mm mierzoną opadem stożka. Do tak przygotowanej mieszanki dodaje się wskazane ilości dodatków i miesza się do uzyskania napowietrzonej, homogenicznej masy.
Głównym składnikiem mieszanki według wynalazku, w tych przykładach wykonania, jest uwodniona pulpa, która powstaje w procesie płukania materiału skalnego w procesie produkcji żwirowych i łamanych kruszyw naturalnych, jak i w procesie przygotowania surowca do dalszej przeróbki. Zanieczyszczenia te muszą być usunięte w procesie produkcji, gdyż mają niekorzystny wpływ na standard jakości kruszywa. Zanieczyszczenia odprowadzane z procesu płukania kruszyw gromadzone są zwykle w osadnikach ziemnych. Uwodniona pulpa pochodząca z płukania kruszywa w tym przykładzie wykonania stanowi produkt uboczny w procesie wytwarzania kruszyw, o cechach gruntów gliniastych, w przykładowym składzie krzemionkę w ilości 58,16%, tlenek glinu w ilości 10,17%, tlenek wapnia w ilości 8,73%, oraz tlenki żelaza w ilości 5,55%, przy zawartości siarczanów 0,09% w przeliczeniu na SO3 oraz przy stratach prażenia ok. 11,80%. Zawartość poszczególnych składników podano w % wagowych w stosunku do masy całkowitej pulpy. Wilgotność pulpy pochodzącej z płukania kruszyw waha się w granicach od 17 do 25%.
Popioły lotne stanowią mineralne pozostałości ze spalania węgla, które opuszczają palenisko wraz z gazami odlotowymi, a następnie są wychwytywane za pomocą urządzeń odpylających, głównie elektrofiltrów.
Do wytwarzania mieszanki według wynalazku w tych przykładach wykonania wynalazku zastosowano cement portlandzki CEM I 42.5R, zgodny z normą PN-EN 197-1. W innych przykładach wykonania mogą być wykorzystane inne rodzaje cementów, jak cement portlandzki wieloskładnikowy, cement hutniczy, cement pucolanowy wieloskładnikowy lub mieszanki cementów.
W tych przykładach wykonania do wytworzenia mieszanki zastosowano piasek kwarcowy naturalny o wielkości ziaren od 0,063 mm do 4 mm. Gęstość piasku wynosiła 2,63 g/cm3.
Do wytworzenia mieszanki według wynalazku, w tym przykładzie wykonania użyto jako podstawową domieszkę, znany koncentrat silnie napowietrzający na bazie soli sodowych sulfonowanych alkenów C10-C16 o nazwie handlowej Centripor SK 120.
Domieszka napowietrzająca stanowi koncentrat pianotwórczy. Główną grupą znanych składników w wytwarzaniu domieszek napowietrzających są surfaktanty anionowe i amfoteryczne, stanowiące środki powierzchniowo czynne. Wprowadzenie do mieszanki betonowej środków powierzchniowo czynnych powoduje powstawanie drobnych i stabilnych pęcherzyków powietrza. Gdy świeża mieszanka zaczyna się utwardzać, znajdujące się w niej pęcherzyki ulegają mineralizacji i stają się jej integralną częścią. Przez dodatek pianotwórczy uzyskano dodatkową objętość wewnątrz struktury betonu, do której rozszerza się zamarzająca woda. Do wytworzenia piany przy zastosowaniu koncentratu pianotwórczego użyto w tym przykładzie wykonania znanego generatora piany.
Dla uzyskania większej płynności mieszanki zastosowano znaną domieszkę o silnym działaniu uplastyczniającym na bazie polikarboksylanów. Domieszka powoduje silną dyspersję ziaren cementu, dzięki czemu powstaje jednorodna i płynna pasta cementowa, która umożliwia znaczne polepszenie urabialności mieszanki. Kompozyt według wynalazku nie wykazuje skurczu, jest mrozoodporny o jakości min. F100 wg PN B 06250 i wykazuje odporność na wysokie temperatury przekraczające poziom 1000°C. Działanie domieszki pozwala na produkcję, transport, ułożenie mieszanki w miejscu przeznaczenia w czasie ok. 1,5 godz. Jest to optymalny łączny czas produkcji, transportu i ułożenia, jednak dopuszczalne jest wykorzystanie mieszanki o zaproponowanym składzie, w czasie do 4 godz. W tym czasie mieszanka będzie zachowywała wszystkie właściwości, w tym samozagęszczania i lekkiego pęcznienia. Po tym czasie mieszanka nadal będzie nadawała się do wykorzystania jednak może być wymagane wtórne zadozowanie domieszki napowietrzającej lub/i intensywne mieszanie w betonomieszarce, np. przez kilka do kilkunastu minut.
Technologia produkcji mieszanek wypełniających składa się z faz produkcyjnych, procesów, które mogą odbywać się bezpośrednio na budowie lub w wytwórni betonu i są ze sobą w części zintegrowane:
Transport kruszywa drobnego naturalnego np. podajnikami taśmowymi, automatyczne odważanie i automatyczne dozowanie do mieszalnika. Następnie przygotowanie i transport pulpy stanowiącej produkt uboczny w procesie wytwarzania kruszyw, do zasobnika; transport odbywa się w tym przykładzie wykonania podajnikiem taśmowym. Kolejnym etapem jest dozowanie oraz mieszanie cementu i wody. Następnie można przeprowadzić kontrolę składu jakościowego bazy mieszanki wypełniającej. Dalej przygotowuje się pianę za pomocą znanego agregatu pianotwórczego. Kolejnym etapem jest mieszanie mieszanki wypełniającej z wcześniej przygotowaną pianą w betonowozie. W etapie finalnym następuje transport i układanie (pompowanie) mieszanki wypełniającej do miejsca przeznaczenia.
W porównaniu z dotychczas stosowanymi w wykonawstwie rozwiązaniami technologicznymi, wprowadzono surowce stanowiące produkt uboczny w procesie wydobycia i płukania kruszyw oraz wykorzystano je bezpośrednio do pozyskania wysokiej jakości mieszanek wypełniających o wskazanych cechach.

Claims (3)

1. Mieszanka wypełniająca na bazie uwodnionej pulpy z płukania kruszyw kopalnych, zawierającej krzemionkę, tlenek glinu, tlenek wapnia oraz tlenek żelaza i wodę, zawierająca dodatek cementu oraz domieszki uplastyczniającej, znamienna tym, że zawiera od 300 kg/m3 do 420 kg/m3 uwodnionej pulpy, od 150 kg/m3 do 250 kg/m3 popiołów lotnych, od 100 kg/m3 do 200 kg/m3 cementu, od 150 kg/m3 do 180 kg/m3 piasku naturalnego, od 197 kg/m3 do 208 kg/m3 wody, od 0,5 kg/m3 do 1,0 kg/m3 domieszki uplastyczniającej na bazie polikarboksylanów, oraz od 2,0 kg/m3 do 2,5 kg/m3 domieszki napowietrzającej stanowiącej związek powierzchniowo czynny na bazie surfaktantów anionowych i/lub amfoterycznych.
2. Mieszanka wypełniająca według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera 200 kg/m3 popiołów lotnych z odpopielania gazów odlotowych w elektrofiltrach.
3. Mieszanka wypełniająca według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że cement stanowi cement portlandzki CEM I.
PL439886A 2021-12-17 2021-12-17 Mieszanka wypełniająca PL244396B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL439886A PL244396B1 (pl) 2021-12-17 2021-12-17 Mieszanka wypełniająca

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL439886A PL244396B1 (pl) 2021-12-17 2021-12-17 Mieszanka wypełniająca

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL439886A1 PL439886A1 (pl) 2023-06-19
PL244396B1 true PL244396B1 (pl) 2024-01-22

Family

ID=86944936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL439886A PL244396B1 (pl) 2021-12-17 2021-12-17 Mieszanka wypełniająca

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL244396B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL439886A1 (pl) 2023-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cavusoglu et al. Additivity effect on properties of cemented coal fly ash backfill containing water-reducing admixtures
US6586497B2 (en) Transport of solid particulates
CN108979713B (zh) 一种尾矿的处理和充填方法
WO2018132429A1 (en) Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
Madurwar et al. Use of sugarcane bagasse ash as brick material
US10730805B2 (en) Use of quarry fines and/or limestone powder to reduce clinker content of cementitious compositions
CN112456904A (zh) 一种尾矿骨料混凝土及其制备方法
CN108178580A (zh) 搅拌桩及旋喷桩固化剂
Sithole et al. Effect of binary combination of waste gypsum and fly ash to produce building bricks
CN112694300B (zh) 一种铁尾矿混凝土及其制备方法
PL244396B1 (pl) Mieszanka wypełniająca
CN112960962A (zh) 一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料及其制备方法和应用
KR102571724B1 (ko) 패각을 이용한 해상 그라우트재 조성물 및 이를 이용한 해상 그라우팅 공법
CN109231898A (zh) 一种水泥混合料及其制备工艺
Shatov et al. Potential utilizations of soda production wastes
KR20050082083A (ko) 바텀 애쉬를 사용한 고성능 콘크리트 조성물 및 그 제조방법
CN101229548A (zh) 一种城镇建筑废墟的综合利用方法
JP2006306679A (ja) セメント系組成物の製造方法、並びに、セメント系組成物
CN118145933B (zh) 一种道路水稳层拌和料及其拌和方法
Rajesh et al. Experimental Investigation on Concrete Mixture by partial Replacement of Fine Aggregate with Stone Dust and Brick Dust Powders
Ansari et al. Experimental Study of the Physical Properties of Concrete Prepared by Partial Replacement of Cement with Alccofine, Metakaolite and GGBS
KR100580583B1 (ko) 매립회와 석분의 잔골재로 제조된 고강도 콘크리트 제품의제조방법
FI128792B (fi) Murskattu materiaali ja menetelmä sen valmistamiseksi
Yathish et al. Study on concrete by replacing cement with red mud, fly ash, and hydrated lime
Hamidi et al. The analysis of strength for lightweight concrete brick with adding solid crude palm oil