PL157807B1

PL157807B1 - Sposób wytwarzania tworzyw betonowych z wykorzystaniem stalego produktu ubocznego ze spalania wegla kamiennego w elektrowniach PL

Info

Publication number: PL157807B1
Application number: PL1988272148A
Authority: PL
Inventors: Stanislaw Harbuz; Jan Hycnar; Bogdan Mikolajczyk; Iwona Kiersztajn; Kazimierz Tarnawa; Ludwik Pinko; Jerzy Szwed
Original assignee: Zaklady Pomiarowo Badawcze Ene
Priority date: 1988-04-29
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1992-07-31
Also published as: PL272148A1

Abstract

1. Sposób wytwarzania tworzyw betonowych z wykorzystaniem stalego produktu ubo- cznego ze spalania wegla kam iennego w elektrowniach, polegajacy na wymieszaniu cementu z innymi skladnikam i i w oda, znamienny tym, ze do przygotow ania m asy tworzyw betonowych stosuje sie elektrowniany ziarnisty odpad staly o uziarnieniu 0 do 16 mm w stanie naturalnym , zas m ase uzyskuje sie przez wymieszanie 5 do 75% wagowych ziarnistego odpadu, 7 do 30% wagowych cementu, 0 do 70% wagowych kruszywa m ineralnego naturalnego lub sztucznego, 0 do 30% wagowych mineralnych i/lu b chemicznych dodatków m odyfikujacych oraz 5 do 16% wagowych wody zarobow ej, przy czym do ziarnistego odpadu dodaje sie kruszywo, a nastepnie cement i skladniki te m iesza sie okolo 2 minut, a po wymieszaniu ich dozuje sie wode i dodatki chemiczne, calosc miesza sie 2 do 3 minut w temperaturze otoczenia od -15° do 40°C. PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest sposób wytwarzania tworzyw betonowych z wykorzystaniem stałego produktu ubocznego ze spalania węgla kamiennego o elektrowniach, stosowanych o budowni^wie.

Dotychczas betony i zaprawy oraz inne tworzywa betonowe wykonuje się przez wyam-iszanie o określonych proporcjach cementu z kruszywem z dodatkiem wody. Niekiedy doodaje się do poystaoowfch skladnlkio inne Jeszcze dodatki, poprawiające ich cechy technologiczne i użytkowe, Jak na przykład dodatki upłymn ające, przyśpieszające twardnienie, przeciwimrozooe i inne. Jako kruszywt stosowane są maeriały mineralne naturalne i sztuczne.

Z kruszyw naturalnych stosuje się piaski, żwiry oraz mieszanki tych kruszyw oraz kruszywa łamane, granulowane 1 zwykłe Jak piaski łamane i grysy oraz ich mieszanki, mały, kurtce, tłucznie i ich meszanki. N^ltom^st kruszywami mineralnymi sztucznymi, stosowanymi do zapraw i innych tworzyw betonowych są między innymi łupkoporyt i keramzyt. Ponadto stosowane są do wytwarzania tworzyw betonowych Jako dodatki niektóre odpady przemysłowe w stanie natur a^ym i uszlachetnomym, Jak na przykład żużel paleniskowy, żużel wielkopiecowy kawał kcwy i granul cwany, łupkoporyt ze zwałów. Procentowy udział wagowy podstawowych składników oraz dodatków uzupełniających Jest różny, w zależności od przeznaczenia finalnego wyrobu, Jak również czasu ich meszania. Dotychczas stosowane odpady przemysłowe Jako kruszywo do betonW i zapraw charakteryzuje się dużą zmerrnością cech fizykochemicznych, co utrudnia ich stosowanie. Dotyczy to zwłaszcza żużla pa^nikOwego Jak i łupkoporytu ze zwałów. Odpady te zawierają znaczne ilości nlespalonego węgla 1 związków siarki, przekraczając wymgane normy. Według branżowej instrukcji opracowania norm i normatywów oraz rozliczenia zużycia surowców i maeriałiwz z przemysłowej produkcji wyrobów z betonu, wydanej przez Centralny Ośrodek Badawczo Rozwojowy Przemysłu Betonów CBBIB?·, Warszawa 1980 r. podane są różne ilości procentowe składnikO tworzyw betonowych. Na przykład celem otrzymania betonu typu B15 należy dozować składniki zgodnie z fżej wymię157 807 nioną recepturą w następującej kolejności i składzie procentw/m: do żużla pumeksowego w ilości 54% wagowych dodaje się 11% wagowych piasku i 20% wagowych cementu portlandzkiego i razem miesza się te składniki w czasie około 2 do 3 minut w stanie suchym, po czym dodaje się 15% wagowych wody zarobwej, całość miesza się do uzyskania jednorodnej meszaniny, około 2 minut.

Celem wynalazku Jest opracowanie technologii wywarzania betonów, zapraw oraz innych tworzyw betonowych przy wy^ozystanlu produktu ubocznego ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach, dający ziarnisty odpad o optymalnym wagwym składzie procenowrym niektórych związków chemcznych.

Sposób wytwarzania tworzyw betonowych według wynalazku polega na zastosowaniu do produkcji tworzyw betonowych elektownianego ziarnistego -odpadu stałego o uziemieniu od 0 do 16 mm w stanie naturalnym. Masę zaś uzyskuje się przez wymeezanie 5 do 75% wagowych ziarnistego odpadu, 7 do 30% wagowych cementu, 0 do 70% wagowych kruszywa mineralnego lub sztucznego, 0 do 30% wagowych dodatlów mineralnych i/lub chemcznych mooyfikujących oraz 5 do 16% wagowych wody zarobwej. Kolejność dozowania składników przy zastosowaniu dodatków chemicznych ιηο^Πkujących przebiega następująco: do ziarnistego odpadu dodaje się wpierw kruszywo mineralne lub sztuczne, a następnie cemnt. Skłacdniki te mesza się w stanie suchym około 2 minut, a po wymieszaniu ich dozuje się dalej wodą zarobwą i doodatki chemiczne i całość miesza się 2 do 3 minut w temperaturze otoczenia od -15°C do 40°C do uzyskania w tym czasie jednorodną masę betonową. N^oma^t kolejność dozowania składnik<w przy zastosowaniu ιηο^Πkujących dodatki mneralnych przebiega następująco: do ziarnistego odpadu dodaje się kruszywo mineralne lub sztuczne, a następnie doo^tki mineralne. Składniki te miesza się w stanie suchym około 2 mmłt, po czym po ich wyomeszaniu dozuje się wodę 1 całość miesza się w czasie 2 do 3 mnut w tempera turze pwyżej +5°C, uzyskując w tym czasie Jeodiolitą misę betonwą.

Wyroby betonowe wykonane sposobem według ^nalazku, a zwłaszcza betony z udziałem ziarnistych odpadów elekttwniaaf ch, uzyskanych w wyniku spalania węgla kamiennego, charakteryzują się korzystnymi cechami fizyznnymi w stosunku do obecnie produkowanych betonów. Uzyskały one w wyniku badań następujące paramtry: wytrzymłość na ściskanie - 20 do 45 MPa, współczynnik sprężystości - 27850 do 33600 MPa, ścieralność na tarczy Bochnego - 0,33 do 0,35 cm, skurcz betonu po 90 dniach - 0,37%, oodporność ne korozję stali zbrojeniwej - odporny, nasląkliwość - 4 do 4,7%, m¢ozoodμDrmtść po 50 cyklach - ubytek masy 0,<%, zmnejszenie wytrzymłości 7,3 do 13,2%. Nadto przez zastosowanie sposobu z udzia^m ziarnistych odpadów elektownianych zamiast dotychczas stoswanych kruszyw naturalnych do produkcji betonow lub innych tworzyw betonwych uzyska się ytdatkwł efekty ekonomiczne, jak obniżenie koszt<w mteriaOowych na 1 betonu lub innych tworzyw betonowych, wyeliminwanie znacznych kosztw składowania ziarnistych odpadów, ponoszonych przez elektrwnie, spwoduje obniżenie kosztow transportu w przedsiębiorswwach budw lanych znajdujących się w pobliżu elektrwni, poprzez wyeliminwanie dowozu kruszyw naturalnych z dalszych rejon<w kraju, a równocześnie uzyska się większej ilości tanich mteriaów budwlanych. produkt wykonany tym sposobem wykazuje lepsze parametry izolacyjne, a w stosunku do betonow uzyskuje się obniżenie ciężaru konstrukcji betonwych.

Νΐ;ηώ8^1; zastoswany jako składnik w sposobie wytwarzania tworzyw betonwych według wynalazku ziarnisty odpad elektrwniany, uzyskany w niektórych elektrowniach przy spalaniu węgla kamiennego, charakteryzuje się w stanie naturannym, to Jest bez Jego uszlachetniania, drobnym uziarnieneem wynoszącym od 0 do 16 mm. aodstawwą zaś frakcją są ziarna od 1 do 4 mm i stanwią od 63 do 75% w stosm.ku do całej ilości uzyskanego odpadu. Ziarna mją kształt nieregularny o ostrych krawędziach, barwę czarną, zaś gęstość nasypwa ^w stianie luźnym wynosi o^{d 1300 d}o ¹³⁸⁸ kg/m\ ^a w stanie za^gęszczonym o^d ^00 ¹⁵⁵⁰ k^g/m\ Mpaty te ^wrkazują ca^łkwitą rdporaoś^ć na rozpa^d krzemianw^f i talazaw^ a

157 807 promieniotwórczość naturalna wynosi od 121 do 195 Bq/kg. W porównaniu z innymi odpadami przemysłowymi zastosowany ziarnisty odpad elektrcwniany nie wymiga przeróbki meehhnicznej przed zastosowaniem do produkcji tworzyw betonowych, a ponadto nie zawiera szkodliwych dla tworzywa betonowego zanieczyszczeń chemicznych. Odpady te dotychczas nie były stosowane Jako kruszywo do betonów i ich.tworzyw zarowno w kraju Jak i zagranicą.

Frzykład I. Beton żużlowy - do betoniarki dozuje się 72% wagowych ziarnistego odpadu elektrownianego w stanie naturalnym oraz 18% wagowych cementu. Pn^ższe składniki miesza się do chwili uzyskania Jednolitej barwy meszaniny, a następnie dodaje się 10% wagowych woody i całość mesza się przez okres 3 minut.

Przykład II. Zaprawa - do betoniarki dozuje się 5% wagowych ziarnistego odpadu elektuwnianego o uziarnieniu do 4 mm, 50% wagowych piasku do zapraw budowlanych oraz 30% wagowych cementu. Zadozowane składniki mesza się do chwili uzyskania Jeolnolitej barwy mieszaniny. Następnie dodaje się 15% wagowych wody i miesza się do uzyskania jednorodnej ma sy za prawy.

Przykład III. Beton żużlowo-piaskowy - do betoniarki dozuje się 52% wagowych ziarnistego odpadu elektuwnianego w stanie naturalnym, 22% wagowych piasku naturalnego,

5% wagowych popiołu lotnego oraz 13% wagowych cementu. Zadawane składniki miesza się do uzyskania jednolitej barwy mieszaniny, a następnie dozuje się 8% wagowych wody i całość miesza się około 2 do 3

Przykład IV. Beton żużlowo-żwirowy - do betoniarki dozuje się 30% wagowych ziarnistego odpadu elektKwnianego w stanie naturalnym, 44»% wagowych meszanki żwirowopiaskowej o uziarnieniu 0 do 16 mm, 16% wagowych cemntu. Pow^sze składniki miesza się do chwili uzyskania jednolitej barwy mieszaniny, a następnie dozuje się 10% wagowych wody i całość miesza się przez okres około 3 minut.

Przykład V. Beton lastyyoowy - do betoniarki dozuje 3ię 44% wagowych ziarnistego odpadu elektrownianego w stanie naturalnym, 19% wagowych grysu marmurowego o uziarnieniu 2 do 8 mm, 10% wagowych mączki mrmurowej o uziarnieniu 0 do 5 mm oraz 19% wagowych cemntu. Zadlzlwane składniki mesza się do chwili uzyskania jednolitej barwy meszaniny. Następnie dodaje się 8% wagowych wody i całość mesza się około 2 do 3 mnut.

Przykład VI. Beton żwirowo-piaskowy, modyfikowany - do betoniarki dozuje się 49,6% wagowych ziarnistego odpadu elektownianego w stanie natur8łnym, 21,3% wagqwych piasku naturalnego oraz 19,5% wagowych cemntu. Składniki miesza się do chwili uzyskania jednolitej barwy mieszaniny. Następnie dozuje się 9,4% wagowych wody oraz 0,2% wagdwych dodatku uplastyczniającego. Wszystkie składniki mesza się około 2 do 3 mnut.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ftwarzania tworzyw betonowych z wykorzystaniem stałego produktu ubocznego ze spalania węgla kamiennego o elektrowniach, polegający na oyndeszaniu ceMtu z innymi składnikami i oodą, znamienny tym, że do przygotooania msy tworzyw betonooych stosuje się elektotwniany ziarnisty odpad stały o uziemieniu 0 do 16 mm o stanie naturalnym, zaś rasę uzyskuje się przez f noszenie 5 do 75% wagowych ziarnistego odpadu, 7 do 50% wagowych ce^i^^u, O do 70% wagowych kruszywa mneralnego naturalnego lub sztucznego, 0 do 30% wago^yych mineralnych i/lub chemicznych dodatki moyfikujących oraz 5 do 16% wago^yych oody zarobowej, przy czym do ziarnistego odpadu dodaje się kruszywt, a następnie cement i składniki te miesza się około 2 minut, a po fmieszaniu ich dozuje się wodę i dodatki chemiczne, całość miesza się 2 do 3 o temperaturze otoczenia od

-15° do 40°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do ziarnistego odpadu dodaje się kruszywo, następnie dodatki mineralne modfiikijące, składniki te mesza się około 2 minut, po czym dodaje się cemnt, a po dalszym dozuje się wodę i całość miesza się o czasie 2 do 3 minut o temperaturze otoczenia poożej ·»·5^Ο0.