PL249773B1 - Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym - Google Patents

Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym

Info

Publication number
PL249773B1
PL249773B1 PL445349A PL44534923A PL249773B1 PL 249773 B1 PL249773 B1 PL 249773B1 PL 445349 A PL445349 A PL 445349A PL 44534923 A PL44534923 A PL 44534923A PL 249773 B1 PL249773 B1 PL 249773B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sand
sample
cement
parts
days
Prior art date
Application number
PL445349A
Other languages
English (en)
Other versions
PL445349A1 (pl
Inventor
Oliwia Morfina
Jakub Trepka
Andrzej Ubysz
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
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 Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL445349A priority Critical patent/PL249773B1/pl
Publication of PL445349A1 publication Critical patent/PL445349A1/pl
Publication of PL249773B1 publication Critical patent/PL249773B1/pl

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym, które powstaje w wyniku celowych procesów przemysłowych lub jest wykonane z odpadków przemysłowych, przeznaczona do zastosowania w konstrukcjach lekkiej obudowy takiej jak: podkłady kolejowe, drogi komunikacyjne dla pieszych, produkcja lekkich prefabrykatów albo do termoizolacji, w której występuje potrzeba zmniejszenia ciężaru własnego konstrukcji, w skład której wchodzi cement, piasek, kruszywo sztuczne oraz woda, charakteryzuje się tym, że na każde 6,00 cz. wag. cementu przypada piasek w ilości od 5,10 do 11,90 cz. wag., kruszywo sztuczne w ilości od 2,60 do 6,06 cz. wag. i woda w ilości od 2,35 do 3,00 cz. wag.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym, które powstaje w wyniku celowych procesów przemysłowych lub jest wykonane z odpadków przemysłowych, przeznaczona do zastosowania w konstrukcjach lekkiej obudowy takiej jak: podkłady kolejowe, drogi komunikacyjne dla pieszych, produkcja lekkich prefabrykatów albo do termoizolacji, w której występuje potrzeba zmniejszenia ciężaru własnego konstrukcji.
Znane są z chińskiego zgłoszenia wynalazku CN104844113 (A) ognioodporne materiały budowlane, które są przygotowywane z następujących surowców w częściach wagowych: 6 do 8 części piasku szklarskiego, 4 do 9 części ziemi okrzemkowej, 4 do 7 części tlenku wapnia, 16 do 23 części popiołu węglowego, 1,2 do 2,4 części ditlenku tytanu typu anataz, 25 do 36 części spoiwa silikatowego, 4 do 7 części granulatu spienionego tworzywa sztucznego, 2 do 5 części substancji pobudzających, 1,5 do 2,6 części bawełny z włókna glinokrzemianowego, 5 do 8 części słomy sojowej w proszku, 4 do 7 części przyjaznych dla środowiska nanokompozytów na bazie antymonu, przyjaznych dla środowiska środków zmniejszających palność, 5 do 8 części kaolinu, 4 do 6 części plastyfikatorów epoksydowanych i 2 do 3 części środków wygładzających.
Znana jest z europejskiego zgłoszenia wynalazku EP2241701A2 płaska powierzchnia dla budynków, zawierająca co najmniej pierwszą warstwę z cementu i co najmniej drugą płaską warstwę, pomiędzy którymi umieszczona jest co najmniej jedna warstwa pośrednia wykonana z materiału izolującego termicznie i akustycznie, składającego się zasadniczo ze stałej warstwy wykonanej z tworzywa sztucznego zmielonego na granulki, korzystnie zmieszanego z wodą, cementem i/lub piaskiem.
Znany jest z amerykańskiego zgłoszenia wynalazku US4395289A sposób wytwarzania betonu polegający na mieszaniu piasku barkhan z paliwem wybranym z grupy składającej się z paliwa ciekłego i stałego oraz spoiwem plastycznym wybranym z grupy składającej się z gliny, lessu, iłu i środka powierzchniowo czynnego upłynniającego skład wsadu i redukującego jego zużycie wody. Składniki występują w następujących proporcjach wagowych: piasek barkhan: od 95 do 30, paliwo: od 3 do 20, spoiwo plastyczne: od 2 do 60. Otrzymany wsad poddaje się granulacji, granulki kalcynuje się w temperaturze od 1000 do 1600°C. Wypalony materiał rozdrabnia się. Kruszywo miesza się z cementem i wodą, przy czym cement stosuje się w ilości od 10 do 100% masowych prażonego materiału, a wodę w ilości od 10 do 60% masowych całości prażonego materiału i cementu.
Znany jest z rosyjskiego zgłoszenia wynalazku RU2268863C1 materiał budowlany przeznaczony w szczególności do budowy ścian i do produkcji bloczków konstrukcyjnych. Surowa mieszanka do produkcji bloczków konstrukcyjnych zawiera cement, piasek, wypełniacz i wodę. Jako wypełniacz stosuje się granulat uzyskany w wyniku wtórnej obróbki butelek plastikowych lub innych polietylenowych materiałów opakowaniowych w następującym stosunku składników (w %): cement - 12-14, piasek - 37-41, wskazany granulat - 30-34, woda - 13-14. Efektem technicznym wynalazku jest nadanie wysokich właściwości użytkowych i poszerzenie bazy surowcowej mieszanek do produkcji materiałów budowlanych dzięki utylizacji odpadów z tworzyw sztucznych, takich jak zużyte butelki i pojemniki po chemii gospodarczej.
Znane jest z francuskiego zgłoszenia wynalazku FR2542785 (A1) wykorzystanie wyrobów z tworzyw sztucznych o doskonałych właściwościach wytrzymałościowych i izotermicznych w mieszaninie z gliną, cementem hydraulicznym, piaskiem i tym podobnymi do wytwarzania płytek, cegieł i paneli stosowanych w budowie domów czy innych rodzajów lokali czy budynków. Wynalazek ujawnia sposób produkcji płytek, cegieł i paneli stosowanych w budownictwie, w którym następuje mieszanie produktów z tworzyw sztucznych, takich jak polistyren lub polietylen, w postaci ziaren, granulek i tym podobnych, z konwencjonalnymi produktami, takimi jak glina, cement hydrauliczny czy piasek.
Znany jest z francuskiego zgłoszenia wynalazku FR2166814 (A5) lekki beton, który jest izotermiczny, izofoniczny, odporny na spalanie i antypoślizgowy, który jest wykonany z 600 kg cementu portlandzkiego o wysokiej wytrzymałości, 100 kg uzdatnionego korka, 300 kg suchego piasku i wody uzdatnionej mocną bazą alkaliczno-krzemianową. Korek można zastąpić granulatem z tworzywa sztucznego, aby zmniejszyć całkowitą wagę betonu. Materiał nadaje się do zastosowań konstrukcyjnych, jako izolacja akustyczna czy izolacja cieplna.
Celem wynalazku jest nowy skład zaprawy piaskowo-cementowej, w której kruszywo sztuczne stanowi zamiennik kruszywa naturalnego.
Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym, w skład której wchodzi cement, piasek, kruszywo sztuczne oraz woda, według wynalazku charakteryzuje się tym, iż na każde 6,00 cz. wag.
cementu przypada piasek w ilości od 5,10 do 11,90 cz. wag., kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie 1-2 mm w ilości od 2,60 do 6,06 cz. wag. i woda w ilości od 2,35 do 3,00 cz. wag., przy czym kruszywo sztuczne stanowi do 70% objętości całkowitego kruszywa w zaprawie.
Rozwiązanie według wynalazku pozwala na zmniejszenie ciężaru własnego zaprawy oraz na utylizację odpadów z tworzywa sztucznego.
Kruszywo sztuczne stanowi kruszywo syntetyczne z butelek PETs [Poli(tereftalan etylenu)] o średniej średnicy w zakresie 1-2 mm. Spoiwo stanowi cement wieloskładnikowy CEM V - CEM V/A (S-V) 32,5R-LH/HSR/NA. Kruszywo naturalne stanowi piasek kopany z kopalni Malerzowice o frakcji drobnej 0-2 mm, o uziarnieniu wyznaczanym metodą PN-EN 933-1. W przedmiotowym rozwiązaniu według wynalazku zaprawa piaskowo-cementowa o składzie receptury wyjściowej: CEM V/A = 600 g, piasek = 1700 g, woda = 300 g, została poddana modyfikacji w zakresie zastępowania kruszywa naturalnego kruszywem syntetycznym w ilości 30%, 50% i 70%. Określenie zawartości procentowej kruszywa sztucznego odnosi się do redukcji ilości objętościowej kruszywa naturalnego w celu uzyskania identycznej zawartości kruszywa we wszystkich próbkach.
Na rysunku fig. 1 przedstawiona została krzywa uziarnienia piasku zastosowanego w zaprawie.
Przykład I
Skład zaprawy, zaprawa z 30% zawartością kruszywa syntetycznego (w/c = 0,5):
- Piasek 1190 g
- Kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie
1-2 mm 260 g
- Cement 600 g
- Woda 300 g
Przykład II
Skład zaprawy, zaprawa z 50% zawartością kruszywa syntetycznego (w/c = 0,5):
- Piasek 850 g
- Kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie
1-2 mm 435 g
- Cement 600 g
- Woda 300 g
Przykład III
Skład zaprawy, zaprawa z 70% zawartością kruszywa syntetycznego (w/c = 0,5):
- Piasek 510 g
- Kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie
1-2 mm 606 g
- Cement 600 g
- Woda 300 g
Przykład IV
Skład zaprawy, zaprawa z 30% zawartością kruszywa syntetycznego (w/c = 0,44):
- Piasek 1190 g
- Kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie
1-2 mm 260 g
- Cement 600 g
- Woda 262 g
Przykład V
Skład zaprawy, zaprawa z 50% zawartością kruszywa syntetycznego (w/c = 0,41):
- Piasek 850 g
- Kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie
1-2 mm 435 g
- Cement 600 g
- Woda 244 g
Przykład VI
Skład zaprawy, zaprawa z 70% zawartością kruszywa syntetycznego (w/c = 0,39):
- Piasek 510 g
PL 249773 Β1
Kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie 1-2 mm 606 g Cement 600 g Woda 235 g
We wszystkich powyższych przykładach wykonania kruszywo sztuczne stanowiło kruszywo syntetyczne z butelek PETs [Poli(tereftalan etylenu)] o średniej średnicy w zakresie 1-2 mm i gęstości nasypowej 0,78 kg/dm3. Spoiwo stanowił cement wieloskładnikowy CEM V - CEM V/A (S-V) 32,5R-LH/HSR/NA. Kruszywo naturalne stanowił piasek kopany z kopalni Malerzowice o frakcji drobnej 0-2 mm i gęstości nasypowej 1,60 kg/dm3, o uziarnieniu wyznaczanym metodą PN-EN 933-1. Próbki zostały wykonane w warunkach laboratoryjnych. Każdy składnik niezbędny do produkcji zaprawy cementowej z danej receptury został dokładnie odmierzony na wadze laboratoryjnej z dokładnością do 0,001 g. Zaprawa została wykonana w mieszalniku mechanicznym o odpowiednio zaprogramowanym cyklu pracy składającym się z kilku faz o określonym czasie. W fazie zerowej, czyli przed pierwszym mieszaniem, wszystkie odmierzone składniki zostały przełożone do naczynia umieszczonego w urządzeniu nad elementem roboczo-obrotowym. Pierwsza faza, czyli mieszanie wstępne wolne, trwała 30 sekund. Miała ona na celu wstępne wytworzenie zaprawy pierwotnej. Druga faza zatrzymywała urządzenie na okres 15-20 sekund. W tym czasie wyciągnięto naczynie spod elementu roboczego, przemieszano mieszankę wstępną w celu zgarnięcia niewymieszanych składników ze ścianek naczynia oraz ponownie umieszczono naczynie pod element obrotowy. Trzecia faza, czyli mieszanie wtórne wolne, trwała 60 sekund. W tym czasie zgarnięty niewymieszany materiał ze ścianek został ponownie wmieszany w zaprawę cementową do uzyskania jednolitego materiału kompozytowego. Czwarta faza, nazywana mieszaniem wtórnym szybkim, trwała od 30-45 sekund. Jej zadanie było podobne do fazy trzeciej, jednak silnik elementu roboczego zwiększał obroty dwukrotnie, aby pozbyć się niedokładności powstałych w wyniku mieszania w poprzednich fazach. Po całym cyklu zaprawa została ponownie ręcznie przemieszana. W tym samym czasie, kiedy mieszanka była mieszana, zostały przygotowane stanowiska do formowania próbek. Formy normowe o wymiarach 10 cm x 10 cm x 10 cm przed przełożeniem do nich wymieszanej zaprawy zostały wcześniej pokryte specjalną substancją oleistą, aby po ustalonym okresie dojrzewania można było wyciągać z nich próbki bez ryzyka ich uszkodzenia.
W poniższych tabelach zaprezentowano wytrzymałość mechaniczną próbek zapraw z poszczególnych przykładów wykonania. Wytrzymałość mechaniczną sprawdzano poprzez ściskanie jednoosiowe na prasie.
Tabela 1 - próbki według składu referencyjnego
Numer próby Wymiar A [mm] Wymiar B [mm] Wymiar H [mm] Masa próbki [kg] Gęstość [kg/dm3] Wytrzymałość [MPa] SilaF [kN]
Próbka 1 po 7 dniach 99.8 99.8 100.0 2.196 2.21 26.85 268,51
Próbka 2 po 7 dniach 99.8 99.8 100.0 2.196 2.21 27.47 274,74
Próbka 3 po 28 dniach 99.9 99.9 100.0 2.202 2.21 43.54 435,39
Próbka 4 po 28 dniach 99.6 99.6 100.0 2.174 2.20 42.54 425.39
Próbka 5 po 90 dniach 1003 1003 100.0 2 222 2,20 63.90 639.03
Próbka 6 po 90 dniach 99,7 99.7 100.0 2.222 2,24 64,18 641,83
PL 249773 Β1
Tabela 2 - próbki według składu z przykładu wykonania pierwszego
Numer próby Wymiar A [mm] Wymiar B [mm] Wymiar II [mm] Masa próbki fkąl Gęstość [kc/dml] Wytrzymałość [MPa] Siła F ]kNJ
Próbka 1 po 7 dniach 100.0 100.0 100.0 2.002 2.00 22 12 221.17
Próbka 2 po 7 dniach 100.0 100.0 100.0 2.014 2.02 22.66 226.64
Próbka 3 po 28 dniach 100.0 100.0 100.0 2.018 2.02 32.67 326.68
Próbka 4 po 28 dniach 100.0 100.0 100.0 2.026 2.03 32.99 329.94
Próbka 5 po 90 dniach 99.7 99.7 100.0 2.028 2.05 40.94 409,39
Próbka 6 po 90 dniach 99.3 99.7 100.0 2.032 2.07 41,23 412.23
Tabela 3 - próbki według składu z przykładu wykonania drugiego
Numer próby Wymiar A [mml Wymiar B [mm] Wymiar H [mm] Masa próbki |ksj| Gęstość [kg/dm.3] Wytrzymałość [MPa] SiłaF [kNl
Próbka 1 po 7 dniach 99.9 99.9 100.0 1.890 1.89 19.58 195.80
Próbka 2 po 7 dniach 100.0 100.0 100.0 1.886 1.89 18.60 186.03
Próbka 3 po 28 dniach 100.1 100.1 100.0 1.886 1.88 27.72 277.16
Próbka 4 po 28 dniach 100.1 100.1 100.0 1.882 1.88 26.02 260.23
Próbka 5 po 90 dniach 100.3 100.3 100.0 1.912 1.89 30.08 300.08
Próbka 6 po 90 dniach 100.2 100.2 100.0 1.892 1.88 29.79 297.87
Tabela 4 - próbki według składu z przykładu wykonania trzeciego
Numer próby Wymiar A [mm] Wymiar B [mm] Wymiar H [mm] Masa próbki [kg] Gęstość [kg/dm3] Wytrzymałość [MPa] SiłaF [kN]
Próbka 1 po 7 dniach 100.0 100.0 100.0 1.742 1.74 16.57 165.74
Próbka 2 po 7 dniach 100.1 100.1 100.0 1,736 1,73 16.98 169.78
Próbka 3 po 28 dniach 100.1 100.1 100.0 1.746 1,74 22.07 220.73
Próbka 4 po 28 dniach 99.7 99.7 100.0 1.732 1,75 22.15 221.48
Próbka 5 po 90 dniach 100.2 100.2 100.0 1.760 1.75 23.89 238.86
Próbka 6 po 90 dniach 100.0 100.0 100.0 1.752 1.75 23.87 238.70
PL 249773 Β1
Tabela 5 - próbki według składu z przykładu wykonania czwartego
Numer próby Wymiar A [mm] Wymiar B [mm] Wymiar H [mm]/ Masa próbki |kfd Gęstość [kg/dm3] Wytizymalość [MPa] Siła F [kN]
Próbka 1 po 90 dniach 99.8 99.8 100.00 2.020 2.03 35.95 359,55
Próbka 2 po 90 dniach 100.0 100.0 100.0 2.012 2.01 31,65 316.51
Próbka 3 po 90 dniach 100.1 100.1 100.0 2.016 2.01 30.86 308.56
Tabela 6 - próbki według składu z przykładu wykonania piątego
Numer próby Wymiar A [mm] Wymiar B [mm] Wymiar H [mm] Masa próbki ΓΚ21 Gęstość [kg/dm3] Wytrzymałość ' [MPa] SilaF [kN]
Próbka 1 po 90 dniach 99.9 99.9 100.0 1.854 1,86 21.26 212.59
Próbka 2 po 90 dniach 100.0 100.0 100.0 1.674 1.68 31.98 319.84
Próbka 3 po 90 dniach 99.9 99.9 100.0 1.690 1.70 33.15 331.53
Tabela 7 - próbki według składu z przykładu wykonania szóstego
Numer próby Wymiar A [mm] Wymiar B [mm] Wymiar 11 [mm] Masa próbki [kR| Gęstość [kg/dm3] Wytrzymałość ’ [MPa] Siła F [kN]
Próbka 1 po 90 dniach 100.0 100.0 100.0 1.478 1.48 25.05 250.53
Próbka 2 po 90 dniach 99.9 99.9 100.0 1.446 1.45 24.06 240.60
Próbka 3 po 90 dniach 99.8 99.8 100.0 1.444 1.45 24.53 245.30

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    1. Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym, w skład której wchodzi cement, piasek, kruszywo sztuczne oraz woda, znamienna tym, że na każde 6,00 cz. wag. cementu przypada piasek w ilości od 5,10 do 11,90 cz. wag., kruszywo sztuczne w postaci politereftalanu etylenu o średniej średnicy w zakresie 1-2 mm w ilości od 2,60 do 6,06 cz. wag. i woda w ilości od 2,35 do 3,00 cz. wag., przy czym kruszywo sztuczne stanowi do 70% objętości całkowitego kruszywa w zaprawie.
PL445349A 2023-06-23 2023-06-23 Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym PL249773B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445349A PL249773B1 (pl) 2023-06-23 2023-06-23 Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445349A PL249773B1 (pl) 2023-06-23 2023-06-23 Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL445349A1 PL445349A1 (pl) 2024-12-30
PL249773B1 true PL249773B1 (pl) 2026-06-15

Family

ID=100212571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL445349A PL249773B1 (pl) 2023-06-23 2023-06-23 Zaprawa piaskowo-cementowa z kruszywem sztucznym

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249773B1 (pl)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL328295A1 (en) * 1998-09-01 2000-03-13 Adam Syrek Method of recycling foamed styrene wastes
PL183389B1 (pl) * 1995-03-24 2002-06-28 Wilfried Blocken Zaprawa izolacyjna
PL392866A1 (pl) * 2010-11-05 2012-05-07 Jaskółowski Sławomir Ekosystem Beton do wykonywania elementów betonowych
PL397358A1 (pl) * 2011-12-12 2013-06-24 Politechnika Lubelska Kompozycja piaskowo-polimerowa
PL407968A1 (pl) * 2014-04-23 2015-01-19 Politechnika Świętokrzyska Zastosowanie mieszanki przemiału polietylenu i polipropylenu jako dodatku w wyrobach z masy silikatowej

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL183389B1 (pl) * 1995-03-24 2002-06-28 Wilfried Blocken Zaprawa izolacyjna
PL328295A1 (en) * 1998-09-01 2000-03-13 Adam Syrek Method of recycling foamed styrene wastes
PL392866A1 (pl) * 2010-11-05 2012-05-07 Jaskółowski Sławomir Ekosystem Beton do wykonywania elementów betonowych
PL397358A1 (pl) * 2011-12-12 2013-06-24 Politechnika Lubelska Kompozycja piaskowo-polimerowa
PL407968A1 (pl) * 2014-04-23 2015-01-19 Politechnika Świętokrzyska Zastosowanie mieszanki przemiału polietylenu i polipropylenu jako dodatku w wyrobach z masy silikatowej

Also Published As

Publication number Publication date
PL445349A1 (pl) 2024-12-30