Pierwszenstwo: I Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 10.04.1975 75513 KI. 5d,5/16 MKP E21f 5/1 CZYTELNIA Urzedu M«nf»—o Twórcy wynalazku: Andrzej Giezynski, Zbigniew Magdziarz, Rudolf Zajac Uprawniony z patentu tymczasowego: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Zaprawa do utwardzania spagu chodników kopalnianych Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia zaprawy do utwardzania spagu chodników ko¬ palnianych, w celu ich przystosowania do tran¬ sportu materialów, ludzi itp. srodkami na kolach ogumionych. 5 Znane dotychczas sposoby utwardzania podloza chodników kopalnianych polegaja na ukladaniu prefabrykowanych plyt z betonu zwirowego lub na ukladaniu warstwy monolitycznej z tego rodzaju betonu. Zastosowane do wykonania warstwy mono¬ litycznej kruszywo mineralne musi spelniac okre¬ slone wymagania zarówno pod wzgledem wytrzy¬ malosci mechanicznej jak równiez pod wzgledem uziarnienia. Cecha uziarnienia zapewnia dostatecz¬ na szczelnosc warstwy utwardzajacej.Proces twardnienia ulozonej warstwy z betonu zwirowego przebiega stosunkowo powoli tak, ze po 7-miu dniach twardnienia uzyskuje sie zaled¬ wie okolo 60°/o wytrzymalosci na sciskanie w sto¬ sunku do 28-dniowego okresu twardnienia. Dosta¬ tecznie wysoka wytrzymalosc mechaniczna w pier¬ wszych dniach twardnienia udaje sie otrzymac, je¬ zeli jako spoiwo zastosuje sie cement szybko- sprawny, co jednakze podraza koszty wykonania 1 m2 warstwy utwardzonej. W warunkach górni¬ czych krótki okres twardnienia swiezo ulozonej warstwy jest wymaganiem istotnym, waznym ze wzgledu na utrzymanie ciaglosci ruchu pojazdów dla potrzeb eksploatacyjnych. 30 10 15 20 25 Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych niedogodnosci w sposobie utwardzania spagu chodników kopalnianych.Na drodze wnikliwych badan zostalo ustalone, ze zamiast kruszywa mineralnego o okreslonym uziarnieniu mozna uzyc odpowiedniego rodzaju su¬ rowców odpadowych w postaci pylastej, a zamiast cementów szybkosprawnych normalne spoiwo prze¬ myslowe, jak na przyklad cementy hutnicze. W re¬ zultacie okazalo sie, ze sporzadzajac nowego typu zaprawe daje sie uzyskac w zakresie utwardzania podloza chodników efekt techniczny, spelniajacy wymagania stawiane przez górnictwo.Cel wynalazku udalo sie osiagnac dzieki zasto¬ sowaniu odpowiedniego doboru skladników zapra¬ wy i w odpowiednim stosunku ilosciowym. Zgod¬ nie z wynalazkiem zaprawe stanowi mieszanka za¬ wierajaca popioly lotne z wegla kamiennego w ilosci 25—35% o zawartosci okolo 50% krzemionki i uziarnieniu czastek okolo 40% ponizej 5 mikro¬ nów, zuzel martenowski mielony w ilosci 35—45%, zawierajacy sjLime tlenków wapnia i tlenków mag¬ nezu w granicach 45—55%, o uziarnieniu czastek co najmniej 80% ponizej 5 mikronów, cement hut¬ niczy w ilosci 30—35%, przy czym do sporzadzo¬ nej mieszanki dodaje sie 20—35% wody zarobowej i calosc miesza sie oraz zageszcza.Okazalo sie nieoczekiwanie, ze zaprawa wedlug wynalazku posiada wlasciwosci szybkiego tward¬ nienia, a uzyskiwana po 3-eh dniach twardnienia 75 51375 513 wytrzymalosc na sciskanie wynosi powyzej 100 kG/ cm2. Szybki proces twardnienia zaprawy ma uza¬ sadnienie w skladzie chemicznym i w postaci py- lastej suchych skladników mieszanki. Popioly lot¬ ne z wegla kamiennego zawieraja w swoim skla- 5 dzie chemicznym przecietnie okolo 50% krzemion¬ ki, a wielkosc ich czastek nie przekracza zwykle 60 mikronów, przy czym okolo 40% tych czastek jest mniejsza od 5 mikronów. Czastki zuzla mar- tenowskiego, zgromadzone w urzadzeniach odpyla- 10 jacych pod wzgledem skladu chemicznego charak¬ teryzuja sie zawartoscia sumy tlenków wapnia i magnezu w ilosoi 45^55%. Stopien rozdrobnienia tych czastek jest wyzszy od rozdrobnienia czastek .popiolów lotnych. Rozdrobnienie to wyraza sie roz- 15 winieetem powierzchna wlasciwej powyzej 3500 cm2/g, ca, oznacza; ze ponad 80% czastek zuzla martenowskiego posiada wielkosc mniejsza od 5 mikronów. Cement hutniczy oprócz mielonego klinkieru portlandzkiego ma dodatek od 25—40% 20 mielonego wielkopiecowego zuzla granulowanego, który zawiera okolo 40% tlenku wapnia. W przy¬ gotowanej mieszance z dodatkiem wody zarobowej proces hydratacji skladników tego typu zaprawy przebiega w szczególnie korzystnych warunkach, 25 a efektem tego jest tworzenie sie na duzej po¬ wierzchni ziaren zaprawy miedzy innymi krzemia¬ nów wapnia i krzemianów magnezu. Zwiazki te wyrózniaja sie wysoka wytrzymaloscia mechanicz¬ na, dajac w sumie nieoczekiwana wytrzymalosc w 30 okresie poczatkowym twardnienia, jak tez jej zna¬ czny przyrost w okresie pózniejszym.O doborze ilosciowym skladników zaprawy, któ¬ ra ma cechowac wysoka wytrzymalosc w poczat¬ kowym okresie twardnienia, decyduje glównie 35 sklad chemiczny, uziarnienie oraz stopien zaszkli- wienia ziaren popiolów lotnych, które spelniaja w zaprawie role mikrokruszywa mineralnego. Od wlasciwosci uzytych popiolów lotnych zalezy doda¬ tek wody zarobowej, której ilosc jest wynikiem 40 cechy wodozadnosci popiolów i wynosi od 20—30% w stosunku do ciezaru suchych skladników mie¬ szanki.Przyklad. Na podlozu chodnika kopalniane¬ go, na którym nie wystepuje zjawisko wyciskania 45 spagu, uklada sie warstwe zaprawy o grubosci od 5 do 12 cm, a przykladowo 12 cm po jej stward¬ nieniu. W badaniach stwierdzono, ze wskaznik sci¬ sliwosci zaprawy w stanie swiezym, na skutek jej zageszczania wynosi od 1,4—1,6. Dla uzyskania 50 wytrzymalosci na sciskanie 100 kG/cm2 po 3-ch dniach twardnienia sklad zaprawy wynosi: popiolylotne 25% zuzel martenowski 45% cement hutniczy 30% oraz woda zarobowa 20% Skladniki w stanie suchym miesza sie w mie¬ szarce przeciwbieznej okolo 2 minuty, a nastepnie dodaje sie wode zarobowa i miesza sie ponownie okolo 3 minuty do uzyskania jednorodnej masy.W ulozonym sztywnym obramowaniu o wysokosci 1,6X12 cm=19 cm uklada sie luzem przygotowana mase na cala wysokosc powierzchni obramowania, po czym zageszcza sie ja, najkorzystniej za pomo¬ ca elektrycznej zageszczarki wibracyjnej.Dzieki tak sporzadzonej zaprawie z dobranych skladników w postaci pylastej, uzyskuje sie war¬ stwe nosna na chodniku kopalnianym zdolna do przejmowania ruchu pojazdów mechanicznych w zasadzie po 3-ch dniach twardnienia. Cecha szcze¬ gólna zabudowanej warstwy nosnej jest znaczny przyrost wytrzymalosci w czasie. Na przyklad wy¬ trzymalosc na sciskanie warstwy, po 30 — dniach twardnienia wzrasta prawie 2-krotnie w porówna¬ niu z wytrzymaloscia po 3-ch dniach twardnienia.Przyrost wytrzymalosci w okresie pózniejszym jest równiez znaczny dzieki procesowi hydratacji, któ¬ ry przebiega nieprzerwanie przez szereg miesiecy.Wyeliminowanie kruszywa mineralnego oraz ce¬ mentów portlandzkich wysokich jakosci daje roz¬ wiazanie o wysokiej oplacalnosci uzytkowej jak i gospodarczej z uwagi na mozliwosc wykorzystania uciazliwych surowców odpadowych, do których na¬ leza popioly lotne. Ponadto warstwa wykazuje zwiekszona odpornosc na dzialanie kopalnianych wód agresywnych w porównaniu z odpornoscia warstw tradycyjnych. PL PL